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 Boa vontade, nem todos acreditam.
No entanto, para um material emergente, desde que a palavra "pode" seja adicionada antes do "revolucionário", essa descrição é muito objetiva: trata-se do grafeno, que é "provavelmente" um carro "revolucionário". Tecnologia.
Olhando para trás, o material de grafeno foi oficialmente separado por pesquisadores da Universidade de Manchester, no norte da Inglaterra, em 2004. Ainda é um novo material que é apenas temporário, mas começou a avançar para o amadurecimento da produção em massa. 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.
A Versarien é um grupo avançado de engenharia de materiais com o Dr. Andrew Deakin como Engenheiro Chefe de Tecnologia, dedicado a estender a aplicação de materiais de grafeno desde a pesquisa teórica até a produção atual, permitindo que este material emergente reduza totalmente o peso, fortaleça materiais e otimize baterias. O papel de 'desde que seja usado corretamente, eu acho que os materiais de grafeno são esperados para reduzir a parte plástica do veículo em 20%, o que será revolucionário. Além disso, com excelente condutividade elétrica, os materiais de grafeno também são esperados para otimizar o desempenho da bateria e, portanto, significativa Estenda a vida da bateria.
Como um alótropo, Grafeno é uma grafite (tipicamente para lápis e lubrificante seco) derivados. Actualmente, o material de graphenedos produção em larga escala de veículos para ainda muita pesquisa e desenvolvimento. Dr. Deakin tem sido comprometida com a promoção de grafeno na concepção e fabrico de aplicações em veículos, mas também honesto sobre possíveis desafios: 'grafeno em alguns cenários de possíveis aplicações podem ser alcançados em poucos anos, em outros cenários você pode precisar usar mais de uma década, o tempo específico é muitas vezes difícil de julgar, mas estou confiante no potencial deste material. '
As projeções indicam que, em 2020, a indústria automotiva global, o uso anual de plástico pode ser de até 600 toneladas de plástico, mas o montante final pode variar: por exemplo, se a adição de grafeno mais forte, plástico mais leve e usá-lo para substituir Para outros materiais com maior densidade de massa, a quantidade final de plástico pode aumentar.
Plástico reforçado
Dr. Deakin e sua equipe está comprometida com a força de plástico aumentou 30%, de modo a reduzir a quantidade, mas pode conseguir o mesmo ou maior força. No entanto, o tipo mais comumente usado de plástico até 13 tipos de fabricação de veículos, e todos os tipos de plástico 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 Promovendo a produção em pequena escala em escala industrial. ”Atualmente, o Dr. Deakin começou a usar materiais de grafeno para otimizar o desempenho de pneus, painéis compostos de carroceria, 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, enquanto reduz a necessidade de partículas de plástico de fabrico, o que é de grande importância para a protecção do ambiente. um relatório recente indicou que em partículas de lixo de plástico menos do que 1 mm de diâmetro, eventualmente, despejado no mar, existe são mais do que 28% a partir do pneu. 'grafeno também ajuda a reduzir o peso e tamanho da bateria, assim, que se prolonga efectivamente a quilometragem do veículo eléctrico, e tem o potencial para melhorar a taxa de carregamento da bateria.
Além disso, o grafeno também pode melhorar a resistência ao impacto de folhas de plástico ou pára-choques, e ganhos de desempenho semelhantes podem ser obtidos quando aplicado ao chassi do veículo.Claro, para alcançar os resultados desejados, a taxa de mistura de grafeno deve ser continuamente otimizada. 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.
O Dr. Deakin explicou: "Se os plásticos reforçados com grafeno forem usados, a rigidez torcional das peças permanecerá a mesma, até aumentará, e a resistência ao impacto aumentará. Portanto, espera-se que mais e mais cenas comecem a usar qualidade no futuro". Materiais mais leves de plástico, CFPR e GRP.
A Versarien adquiriu a 2D Experts em 2014, quando esta produziu apenas 1 grama de grafeno por dia e hoje, com o lançamento de novos equipamentos, a empresa espera aumentar sua produção de grafeno em um dia para 1 kg no final deste 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 diária média por dispositivo puder ser aumentada para 10kg, 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, a camada de grafeno 'real' compreende uma camada de espessura única átomo é apenas uma única camada de átomos de carbono. No entanto, a maior parte do grafeno floco camada de material Versarien não mais do que 5, não mais do que 90% dos flocos 10 camadas, o tamanho horizontal médio é de apenas 2 mícrons.
Além disso, a reciclagem é uma questão importante para qualquer novo material antes do início oficial do pedido deve considerar Dr. Deakin acredita que o surgimento de plástico velho grafeno vai 're-Hwan nova vida' (por exemplo, quando a degradação de plástico ocorre devido à radiação ultravioleta), também 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.