Il suffit d'ajouter une très petite quantité de graphène à certains plastiques, ce qui peut modifier considérablement les propriétés et les propriétés des plastiques: dans l'industrie automobile, les nouvelles technologies sont toujours qualifiées de «révolutionnaires», Meilleurs voeux, tout le monde ne croit pas.
Cependant, pour un matériau émergent, tant que le mot «peut» est ajouté avant le terme «révolutionnaire», cette description est très objective: il s’agit du graphène, qui est «probablement» une voiture «révolutionnaire». Technologie
En 2004, le graphène a été officiellement séparé par des chercheurs de l’Université de Manchester, dans le nord de l’Angleterre. Il s’agit toujours d’un nouveau matériel qui n’est que temporaire, mais qui a progressivement progressé vers une production de masse mature. Les matériaux en graphène sont susceptibles d'apporter des changements significatifs au monde de la conception et de la fabrication, notamment l'efficacité des véhicules électriques et des voitures autonomes.
Versarien est un groupe spécialisé en ingénierie des matériaux, dont Andrew Deakin, ingénieur en chef des technologies, se consacre à étendre l’application des matériaux en graphène, de la recherche théorique à la production réelle. Le rôle de «tant qu'il est utilisé correctement, je pense que les matériaux en graphène devraient réduire de 20% la partie plastique du véhicule, ce qui sera révolutionnaire. De plus, avec une excellente conductivité électrique, les matériaux en graphène Prolongez la vie de la batterie.
En tant qu'allotrope, le graphène est un dérivé du graphite (généralement utilisé dans les crayons et les lubrifiants secs). Actuellement, une grande quantité de travaux de recherche et développement est nécessaire pour l'application à grande échelle de graphène à la production de masse d'automobiles. M. Deakin s'est efforcé de promouvoir l'utilisation du graphène dans la conception et la fabrication des véhicules, tout en faisant face aux défis possibles: «L'application du graphène dans certains scénarios pourrait être réalisée dans quelques années, dans d'autres scénarios. Les applications peuvent prendre plus d'une décennie, et les moments spécifiques sont souvent difficiles à juger, mais je suis confiant dans le potentiel de ce matériel.
Les prévisions montrent que d'ici 2020, l'industrie automobile mondiale pourrait consommer jusqu'à 6 millions de tonnes de plastique par an, mais que la quantité finale pourrait fluctuer: par exemple, si du graphène est ajouté pour fabriquer des plastiques plus solides et plus légers Pour d'autres matériaux ayant une densité de masse plus élevée, la quantité finale de plastique peut augmenter.
Plastique renforcé
Dr. Deakin et son équipe se sont engagés à augmenter la résistance des plastiques de plus de 30% pour atteindre le même niveau de résistance, mais une résistance identique ou supérieure, mais 13 types de plastiques sont couramment utilisés dans la fabrication de véhicules Tous doivent passer par la procédure de test.
Dr Deakin a dit: « nous devons déterminer graphène ajouté de manière plastique et mélangés dans des proportions spécifiques, telles que 1% à 5%; Ensuite, nous devons améliorer tous les processus et techniques nécessaires, enfin, nous optimiserons entièrement testés, et plus favorisera la production à petite échelle à une échelle industrielle. « actuellement, le Dr Deakin ont commencé à utiliser des matériaux de graphène, d'optimiser la performance des pneus, des panneaux de carrosserie composites, matériaux CFRP et les batteries.
«Dans un premier temps, nous devons trouver les scénarios d’application les plus significatifs et, pour cette raison, nous recherchons l’aide d’un grand nombre d’experts du secteur. 1,5 fois, voire 2 fois, tout en réduisant le besoin de particules de plastique dans le processus de fabrication, ce qui est très significatif pour la protection de l’environnement Selon un récent rapport, dans les déchets plastiques de moins de 1 mm de diamètre Plus de 28% des pneus proviennent de pneus. »Le graphène contribue également à réduire le poids et la taille de la batterie, ce qui étend la gamme de véhicules électriques et peut augmenter la vitesse de charge de la batterie.
En outre, le graphène peut également améliorer la résistance aux chocs des feuilles de plastique ou des pare-chocs, et des gains de performance similaires peuvent être obtenus sur le châssis du véhicule. D'une part, le graphène n'est généralement pas utilisé pour le renforcement de l'aluminium ou de l'acier, mais «le remplacement direct de ces métaux par des plastiques renforcés de graphite» est également une autre idée.
Dr. Deakin a expliqué: «Si des plastiques renforcés de graphène sont utilisés, la rigidité en torsion des pièces restera la même, augmentera même et la résistance aux chocs augmentera. Plastique plus léger, matériaux CFPR et GRP.
Versarien a acquis 2D Experts en 2014, alors que ce dernier ne produisait que 1 gramme de graphène par jour. Aujourd'hui, avec le lancement de nouveaux équipements, la société prévoit d'augmenter sa production de graphène à un jour à 1 kg plus tard cette année ( 2,2 lb).
À cet égard, M. Deakin a déclaré que cela équivaut à une multiplication par 1000 des facteurs de production.Des calculs simples, si la production quotidienne moyenne par appareil peut être portée à 10 kg (100 kg), peuvent augmenter la production d'une journée de l'entreprise. Dre Deakin a ajouté: «En outre, en optimisant de manière significative les performances des plastiques, nous devons également contrôler la quantité de graphène ajoutée au plastique (peut-être seulement 1% ou moins), ce qui est très important.
Les détails du Dr Deakin sur l'équipement de production de graphène et son fonctionnement ne sont que quelques mots, indiquant que les fabricants de plastiques peuvent facilement installer un tel équipement dans les usines de production existantes.
Dans la définition de M. Deakin, la couche de graphène « réel » comprend une seule couche épaisse d'atome est seulement une couche unique d'atomes de carbone. Cependant, la plupart de la couche de matériau Versarien de flocons de graphène pas plus de 5, pas plus de 90% des flocons 10 couches, la taille horizontale moyenne n'est que de 2 microns.
En outre, recyclabilité est une question importante pour tout nouveau matériel avant le début officiel de la demande doit considérer le Dr Deakin croit que l'émergence de graphène vieux plastique sera « re-Hwan nouvelle vie » (par exemple, lorsque la dégradation plastique est due à un rayonnement ultraviolet), également Pour conserver ses caractéristiques ou performances d'origine, réintégrez la chaîne d'approvisionnement.
Cependant, nous devons encore faire face à un problème de longue date: quel est le rapport coût-efficacité de la réduction de la consommation de plastique des véhicules en ajoutant du graphène? La solution sera vraiment rentable dans les prochaines années et cela prendra environ cinq ans. »Alors, ce graphène avec une seule couche d'épaisseur à un seul atome peut-il être un véritable matériau« révolutionnaire »? Cela prend du temps pour vérifier.