Abbiamo solo bisogno di aggiungere una piccola quantità di grafene a delle materie plastiche, che possono cambiare in modo significativo le proprietà e le proprietà delle materie plastiche.Nell'industria automobilistica, le nuove tecnologie sono sempre descritte come "rivoluzionarie", ma spesso Auguri, non tutti credono.
Tuttavia, per un materiale emergente, finché la parola "può" viene aggiunta prima del "rivoluzionario", questa descrizione è molto obiettiva: si tratta di grafene, che è "probabilmente" un'auto "rivoluzionaria". tecnologia.
Guardando indietro, il materiale di grafene è stato ufficialmente separato dai ricercatori dell'Università di Manchester nel nord dell'Inghilterra nel 2004. È ancora un nuovo materiale che è solo un "temporaneo", ma ha iniziato a progredire progressivamente verso la produzione di massa matura. È probabile che i materiali di grafene apportino modifiche significative al mondo della progettazione e della produzione, compresa l'efficienza dei veicoli elettrici e delle auto a guida autonoma.
Versarien è un gruppo di ingegneria dei materiali avanzati con il Dr. Andrew Deakin in qualità di Chief Technology Engineer, dedicato ad estendere l'applicazione di materiali di grafene dalla ricerca teorica alla produzione effettiva, consentendo a questo materiale emergente di ridurre completamente il peso, rafforzare i materiali e ottimizzare le batterie. Il ruolo di "finché è usato correttamente, penso che i materiali di grafene dovrebbero ridurre la parte in plastica del veicolo del 20%, che sarà rivoluzionaria. Inoltre, con un'eccellente conduttività elettrica, i materiali di grafene dovrebbero anche ottimizzare le prestazioni della batteria, e quindi Estendi la durata della batteria. '
Essendo un allotropo, il grafene è un derivato della grafite (solitamente utilizzato nelle matite e nei lubrificanti secchi) Attualmente sono ancora necessari numerosi lavori di ricerca e sviluppo per l'applicazione su larga scala di materiali di grafene alla produzione di massa di automobili. Il dott. Deakin ha lavorato per promuovere l'uso del grafene nella progettazione e produzione di veicoli, ma allo stesso tempo affronta apertamente le possibili sfide: "L'applicazione del grafene in alcuni scenari può essere realizzata in pochi anni, in altri scenari. Le applicazioni potrebbero richiedere più di un decennio e spesso è difficile giudicare i tempi specifici, ma sono fiducioso nelle potenzialità di questo materiale.
Le previsioni mostrano che entro il 2020 l'industria automobilistica mondiale potrebbe utilizzare fino a 6 milioni di tonnellate di plastica all'anno, ma l'importo finale potrebbe oscillare: ad esempio, se il grafene viene aggiunto per rendere più forti e leggere le materie plastiche e sostituirle con Per altri materiali con densità di massa maggiore, la quantità finale di plastica può aumentare.
Plastica rinforzata
Il dott. Deakin e il suo team si impegnano ad aumentare la resistenza della plastica di oltre il 30% per ottenere la stessa forza ma la stessa forza o più elevata.Tuttavia, ci sono attualmente 13 tipi di plastica comunemente usati nella produzione di veicoli e in tutti i tipi di plastica. Tutto deve passare attraverso la procedura di test.
Il dott. Deakin ha detto: "Dobbiamo determinare come viene aggiunto il grafene alla plastica e il rapporto di miscelazione specifico, ad esempio dall'1% al 5%, quindi dobbiamo migliorare i processi e le tecnologie necessarie, infine ottimizzeremo il test completo e quindi Promuovere la produzione su piccola scala su scala industriale. "Attualmente, il dott. Deakin ha iniziato a utilizzare materiali di grafene per ottimizzare le prestazioni di pneumatici, pannelli in composito, materiali CFRP e batterie.
"Nella fase iniziale, dobbiamo trovare gli scenari applicativi più significativi e, a causa di questo, stiamo cercando aiuto da un gran numero di esperti del settore: ad esempio, possiamo utilizzare il grafene per estendere la durata del pneumatico al livello attuale. 1,5 volte, o anche 2 volte, e allo stesso tempo riduce la necessità di particelle di plastica nel processo di produzione, che è molto significativo per la protezione dell'ambiente.Un recente rapporto ha sottolineato che nei rifiuti di plastica con diametro inferiore a 1 mm e alla fine gettati nell'oceano, c'è Oltre il 28% proviene da pneumatici. "Il grafene aiuta anche a ridurre il peso e le dimensioni della batteria, che a sua volta estende in modo efficace la gamma di veicoli elettrici e ha il potenziale per aumentare la velocità di ricarica della batteria.
Inoltre, il grafene può anche migliorare la resistenza all'impatto di fogli di plastica o paraurti e guadagni di prestazioni simili possono essere ottenuti quando applicati al telaio del veicolo Naturalmente, al fine di ottenere i risultati desiderati, il rapporto di miscelazione del grafene deve essere continuamente ottimizzato. Da un lato, il grafene di solito non viene utilizzato per il rinforzo di alluminio o acciaio, ma 'la sostituzione di questi metalli con plastiche rinforzate con grafite direttamente' è anche un'idea alternativa.
Il dott. Deakin ha spiegato: "Se si utilizzano plastiche rinforzate con grafene, la rigidità torsionale delle parti rimarrà invariata, persino aumentata e la forza d'impatto aumenterà, pertanto si prevede che sempre più scene inizieranno a utilizzare la qualità in futuro. Materiali in plastica leggera, CFPR e GRP. '
Versarien ha acquisito 2D Experts nel 2014, quando quest'ultimo ha prodotto solo 1 grammo di grafene al giorno e oggi, con il lancio di nuove attrezzature, la società prevede di aumentare la produzione di grafene per un giorno a 1 kg alla fine di quest'anno ( 2,2 libbre).
A questo proposito, il dott. Deakin ha affermato che ciò equivale a un aumento di 1000 volte dei fattori di produzione: calcoli semplici, se la produzione giornaliera media per dispositivo può essere aumentata a 10 kg (22 libbre), 100 unità possono aumentare la produzione giornaliera della società. A 1 tonnellata, il dott. Deakin ha aggiunto: "Inoltre, quando si ottimizzano significativamente le proprietà delle materie plastiche, dobbiamo anche controllare la quantità di grafene aggiunto alla plastica (probabilmente solo l'1% o meno), che è molto importante.
Dettagli Dr. Deakin apparecchiature per la produzione di grafene ei metodi di lavoro rimanere in silenzio, solo che i produttori di plastica di tali dispositivi possono essere facilmente installati in una sala di produzione esistente.
Nella definizione di Dr. Deakin, lo strato di grafene 'reale' comprende uno strato di spessore singolo atomo è solo un singolo strato di atomi di carbonio. Tuttavia, la maggior parte del Versarien strato di materiale grafene fiocco non più di 5, non più del 90% dei fiocchi 10 strati, la dimensione orizzontale media è solo 2 micron.
Inoltre, riciclabilità è una questione importante per qualsiasi nuovo materiale prima dell'inizio ufficiale della richiesta deve considerare Dr. Deakin ritiene che l'emergere di vecchia plastica grafene sara 'ri-Hwan nuova vita' (ad esempio, quando il degrado di plastica si verifica a causa di radiazioni ultraviolette), anche è di mantenere le sue caratteristiche o prestazioni originali, rientrare nella filiera.
Tuttavia, dobbiamo ancora affrontare un problema di vecchia data: qual è l'efficacia in termini di costi di "ridurre il consumo di plastica dei veicoli aggiungendo grafene"? Deakin ha dichiarato: "Prevediamo di utilizzare questa soluzione di grafene utilizzando la nostra tecnologia. La soluzione sarà veramente economica nei prossimi anni e ci vorranno circa cinque anni. "Quindi, questo grafene con un solo strato di spessore di atomo singolo può essere un vero materiale 'rivoluzionario'? Ci vuole tempo per verificare.