Em retrospecto, material grafeno oficialmente separados em 2004 por pesquisadores da Universidade de Manchester, no norte da Inglaterra para fora, ainda é apenas um material novo 'adolescente', mas começou a amadurecer a produção em massa de forma constante. Durante a próxima década, Os materiais de grafeno são susceptíveis de trazer mudanças significativas para o mundo de design e fabricação, incluindo a eficiência de veículos elétricos e carros autônomos.
Nós só precisamos adicionar uma quantidade muito pequena de grafeno a alguns plásticos, o que pode mudar significativamente as propriedades e propriedades dos plásticos.Na indústria automotiva, as novas tecnologias são sempre descritas como "revolucionárias", mas isso é muitas vezes Bons desejos, nem todos acreditam, mas para um material emergente, desde que a palavra "pode" seja acrescentada antes do "revolucionário", essa descrição é muito objetiva. Provavelmente "é uma tecnologia automotiva" revolucionária ". Olhando para trás, os materiais de grafeno foram oficialmente separados em 2004 por pesquisadores da Universidade de Manchester, no norte da Inglaterra, e ainda são apenas um novo material para" adolescentes ", mas já Está começando a avançar continuamente para amadurecer a produção em massa.Na próxima década, os materiais de grafeno podem trazer grandes mudanças para os campos de projeto e fabricação, incluindo a melhoria da eficiência de veículos elétricos e carros autônomos.
Versarien empresa é um engenheiro de técnico principal pelo Dr. Andrew Deakin grupo de engenharia de materiais avançados dedicada à promoção da aplicação de materiais de grafeno da teoria para a produção real, dar todo o jogo para fazer este novo material para reduzir o peso, fortalecer e otimizar materiais de bateria efeito. 'quando utilizados correctamente, penso porção de material plástico grafeno do veículo deverá ser de redução de peso de 20%, que irá ser revolucionário. além disso, em virtude da excelente condutividade, também é esperado que o material grafeno para optimizar o desempenho da bateria, e ainda mais significativa Estenda a vida da bateria.
Como um alotropia, o grafeno é um derivado do grafite (normalmente usado em lápis e lubrificantes secos) Atualmente, uma grande quantidade de trabalho de pesquisa e desenvolvimento ainda é necessária para a aplicação em larga escala de materiais de grafeno à produção em massa de automóveis. O Dr. Deakin tem trabalhado para promover o uso do grafeno no projeto e manufatura de veículos, mas, ao mesmo tempo, enfrenta francamente os possíveis desafios: “A aplicação do grafeno em alguns cenários pode ser realizada em alguns anos, em outros cenários. As inscrições podem levar mais de uma década, e os horários específicos são difíceis de julgar, mas estou confiante no potencial desse material.
As previsões mostram que até 2020, a indústria automotiva global pode usar até 6 milhões de toneladas de plástico por ano, mas a quantidade final pode flutuar: por exemplo, se o grafeno for adicionado para fazer plásticos mais fortes e leves e substituí-los por Para outros materiais com maior densidade de massa, a quantidade final de plástico pode aumentar.
Plástico reforçado
Dr. Deakin e sua equipe estão empenhados em aumentar a força dos plásticos em mais de 30% para atingir a mesma intensidade, mas a mesma força ou maior.No entanto, existem atualmente 13 tipos de plásticos comumente usados na fabricação de veículos e todos os tipos de plásticos. Todos devem passar pelo procedimento de teste.
Dr. Deakin disse: "Temos que determinar como o grafeno é adicionado ao plástico, e a taxa de mistura específica, como 1% a 5%; então, precisamos melhorar os processos e tecnologias necessários; finalmente, otimizaremos o teste abrangente e Direcionando produção em pequena escala para escala industrial. ”Atualmente, Dr. Deakin começou a usar materiais de grafeno para otimizar o desempenho de pneus, painéis de carroceria compostos, materiais de CFRP e baterias.
Ele disse: "Inicialmente, temos de encontrar os cenários mais significativos, por isso, estamos a tentar ajudar um grande número de especialistas da indústria. Por exemplo, podemos usar o grafeno para prolongar a vida do pneu para o nível atual de de 1,5 vezes, ou mesmo 2 vezes, reduzindo a necessidade para o fabrico de partículas de plástico, o que é de grande importância para a protecção do ambiente. um relatório recente indicou que a final verteu-se sobre o oceano menos do que 1 partículas mm de diâmetro de resíduos de plástico, Mais de 28% são de pneus. ”O grafeno também ajuda a reduzir o peso e o tamanho da bateria, o que, por sua vez, aumenta a gama de veículos elétricos e tem o potencial de aumentar a velocidade de carregamento da bateria.
Além disso, o grafeno também podem melhorar a resistência ao impacto de uma placa de plástico ou um tampão, também quando aplicada a um chassis de veículo, pode ser obtido um desempenho semelhante. Para obter os resultados desejados, é claro, que deve constantemente optimizar a proporção de mistura do grafeno. Outra Por um lado, o grafeno geralmente não é usado para o reforço de alumínio ou aço, mas “a substituição desses metais diretamente por plásticos reforçados por grafite” também é uma idéia alternativa.
Dr. Deakin explicou: 'Se grafeno reforçado de plástico, peças rigidez torcional permanecerá o mesmo, ou até aumentaram, e resistência ao impacto vai melhorar e, portanto, espera-se que haverá mais e mais cenas começar a usar qualidade. Materiais mais leves de plástico, CFPR e GRP.
Versarien adquiriu a empresa em 2014. especialistas 2D, quando a produção dia grafeno último era apenas 1 grama, agora com o novo equipamento colocado em uso, a empresa espera estar em uma única produção dia grafeno aumentou a um quilograma ainda este ano ( 2,2 lbs).
A esse respeito, Dr. Deakin disse que isso equivale a um aumento de 1000 vezes nos fatores de produção.Cálculos simples, se a produção média diária por dispositivo puder ser aumentada para 10kg, então 100 unidades podem aumentar a produção de um dia da empresa. Para 1 tonelada, o Dr. Deakin acrescentou: “Além disso, ao otimizar significativamente o desempenho dos plásticos, devemos também controlar a quantidade de grafeno adicionado ao plástico (possivelmente apenas 1% ou menos), o que é muito importante.
Os detalhes do Dr. Deakin sobre o equipamento de produção de grafeno e como ele funciona são apenas algumas palavras, indicando que os fabricantes de plásticos podem facilmente instalar esses equipamentos em plantas de produção existentes.
Na definição do Dr. Deakin, o grafeno "real" contém apenas uma única camada de átomos de carbono de camada única. No entanto, a maioria das escalas de Versarien graphene não excede 5 camadas, e 90% das escalas não excedem 10 camadas, com uma dimensão lateral média de apenas 2 mícrons.
Além disso, a reciclabilidade é uma consideração importante para qualquer material novo antes de ser aplicado oficialmente Dr. Deakin acredita que a aparência do grafeno irá rejuvenescer plásticos antigos (por exemplo, quando os plásticos são degradados pela luz ultravioleta), Para manter suas características ou desempenho originais, entre novamente na cadeia de suprimentos.
No entanto, ainda temos que enfrentar um problema de longa data: Qual é a relação custo-eficácia de "reduzir o consumo de plástico de veículos pela adição de grafeno?", Disse Deakin: "Esperamos usar essa solução de grafeno usando nossa tecnologia. A solução será verdadeiramente econômica nos próximos anos, e levará cerca de cinco anos. ”Assim, este grafeno com apenas uma camada de um único átomo de espessura pode ser um verdadeiro material“ revolucionário ”? Leva tempo para verificar.