Solo necesitamos agregar una cantidad muy pequeña de grafeno a algunos plásticos, lo que puede cambiar significativamente las propiedades y propiedades de los plásticos. En la industria automotriz, las nuevas tecnologías siempre se describen como 'revolucionarias', pero esto es a menudo Buenos deseos, no todos creen.
Sin embargo, para un material emergente, siempre que la palabra "may" se agregue antes que el "revolucionario", esta descripción es muy objetiva. Se trata del grafeno, que es "probablemente" un automóvil "revolucionario". Tecnología.
En retrospectiva, material de grafeno separó oficialmente en 2004 por investigadores de la Universidad de Manchester, en el norte de Inglaterra a cabo, sigue siendo apenas un material 'adolescente' nueva, pero ha comenzado a madurar la producción en masa de manera constante. Durante la próxima década, Es probable que los materiales de grafeno produzcan cambios significativos en el mundo del diseño y la fabricación, incluida la eficiencia de los vehículos eléctricos y los automóviles sin conductor.
Versarien empresa es un ingeniero responsable por el Dr. Andrew Deakin grupo de ingeniería de materiales avanzados dedicada a la promoción de la aplicación de materiales de grafeno de la teoría a la producción real, poner en pleno juego para hacer de este nuevo material para reducir el peso, fortalecer y optimizar los materiales de la batería efecto '. cuando se utiliza correctamente, creo que se espera que parte de plástico material de grafeno del vehículo a ser la reducción de peso del 20%, será revolucionario. además, en virtud de la excelente conductividad, también se espera que el material de grafeno para optimizar el rendimiento de la batería, y aún más significativo Extiende la vida útil de la batería.
Como alótropo, el grafeno es un derivado del grafito (generalmente utilizado en lápices y lubricantes secos). En la actualidad, todavía se requiere una gran cantidad de trabajo de investigación y desarrollo para la aplicación a gran escala de materiales de grafeno a la producción en masa de automóviles. El Dr. Deakin ha estado trabajando para promover el uso de grafeno en el diseño y la fabricación de vehículos, pero al mismo tiempo afronta francamente los posibles desafíos: "La aplicación de grafeno en algunos escenarios puede realizarse en unos pocos años, en otros escenarios. Las solicitudes pueden tardar más de una década, y los tiempos específicos a menudo son difíciles de juzgar, pero confío en el potencial de este material.
Las previsiones muestran que en 2020, la industria automotriz mundial puede usar hasta 6 millones de toneladas de plástico por año, pero la cantidad final puede fluctuar: por ejemplo, si se agrega grafeno para hacer plásticos más fuertes y ligeros, y reemplazarlos por Para otros materiales con mayor densidad de masa, la cantidad final de plástico puede aumentar.
Plástico reforzado
El Dr. Deakin y su equipo se comprometen a aumentar la resistencia de los plásticos en más del 30% para lograr la misma cantidad de fuerza pero la misma o mayor resistencia. Sin embargo, actualmente hay 13 tipos de plásticos comúnmente utilizados en la fabricación de vehículos y todo tipo de plásticos. Todos deben pasar por el procedimiento de prueba.
El Dr. Deakin dijo: "Tenemos que determinar cómo se agrega el grafeno al plástico y la relación de mezcla específica, como 1% a 5%, luego, debemos mejorar los procesos y tecnologías necesarios, finalmente, optimizaremos la prueba integral y luego Promover la producción en pequeña escala a escala industrial. "Actualmente, el Dr. Deakin ha comenzado a utilizar materiales de grafeno para optimizar el rendimiento de los neumáticos, los paneles corporales compuestos, los materiales CFRP y las baterías.
"En la etapa inicial, tenemos que encontrar los escenarios de aplicación más significativos, y debido a esto, estamos buscando ayuda de un gran número de expertos de la industria. Por ejemplo, podemos usar el grafeno para extender la vida útil de los neumáticos al nivel actual. 1,5 veces, o incluso 2 veces, y al mismo tiempo reducir la necesidad de partículas de plástico en el proceso de fabricación, lo cual es muy significativo para proteger el medio ambiente. Un informe reciente señaló que en los desechos de plástico que tienen menos de 1 mm de diámetro y finalmente se arrojan al océano, hay Más del 28% son de neumáticos. "El grafeno también ayuda a reducir el peso y el tamaño de la batería, lo que a su vez amplía efectivamente la gama de vehículos eléctricos y tiene el potencial de aumentar la velocidad de carga de la batería.
Además, el grafeno también puede mejorar la resistencia al impacto de láminas de plástico o parachoques, y se pueden obtener ganancias de rendimiento similares cuando se aplica al chasis del vehículo. Por supuesto, para lograr los resultados deseados, la relación de mezcla de grafeno debe optimizarse continuamente. Por un lado, el grafeno generalmente no se usa para el refuerzo de aluminio o acero, pero el "reemplazo de estos metales con plásticos reforzados con grafito directamente" también es una idea alternativa.
El Dr. Deakin explicó: 'Si se usan plásticos reforzados con grafeno, la rigidez torsional de las partes seguirá siendo la misma, incluso aumentará, y la resistencia al impacto aumentará. Por lo tanto, se espera que cada vez más escenas comiencen a usar calidad en el futuro. Materiales más ligeros de plástico, CFPR y GRP.
Versarien adquirió 2D Experts en 2014, cuando este último producía solo 1 gramo de grafeno por día. Hoy, con el lanzamiento de nuevos equipos, la compañía espera aumentar su producción de grafeno de un día a 1 kg más adelante este año ( 2.2 lbs).
En este sentido, el Dr. Deakin dijo que este factor de producción es equivalente a un aumento de 1.000 veces. Cálculo simple, si la producción diaria promedio de cada pieza de equipo puede ser de hasta 10 kg (22 libras), el dispositivo 100 puede mejorar la salida única diaria de la empresa A 1 tonelada. El Dr. Deakin agregó: "Además, cuando optimizamos significativamente el rendimiento de los plásticos, también debemos controlar la cantidad de grafeno agregado al plástico (posiblemente solo 1% o menos), lo cual es muy importante.
Los detalles del Dr. Deakin sobre el equipo de producción de grafeno y cómo funciona son solo unas pocas palabras, lo que indica que los fabricantes de plásticos pueden instalar fácilmente tales equipos en las plantas de producción existentes.
En la definición de Dr. Deakin, la capa de grafeno 'real' comprende una capa de espesor único átomo es solamente una sola capa de átomos de carbono. Sin embargo, la mayoría de la Versarien capa de material de grafeno escama no más de 5, no más de 90% de los copos 10 capas, el tamaño horizontal promedio es de solo 2 micras.
Además, el reciclaje es un tema importante para cualquier material nuevo antes del inicio oficial de la solicitud deberá tener en cuenta el Dr. Deakin cree que la aparición de plástico viejo grafeno 're-Hwan nueva vida' (por ejemplo, cuando se produce la degradación del plástico debido a la radiación ultravioleta) hará, también Es mantener sus características originales o desempeño, reingresar a la cadena de suministro.
Sin embargo, todavía tenemos que enfrentar un problema de larga data: ¿cuál es la relación costo-beneficio de 'reducir el consumo de plástico de los vehículos mediante la adición de grafeno'? El Dr. Deakin dijo: 'Esperamos utilizar esta solución de grafeno mediante el uso de nuestra tecnología. La solución será realmente rentable en los próximos años, y tomará alrededor de cinco años. "Entonces, ¿puede este grafeno con solo una capa de un átomo de espesor ser un verdadero material" revolucionario "? Lleva tiempo verificarlo.