เราจำเป็นต้องเพิ่มปริมาณของกราฟีนลงไปในพลาสติกบางชนิดเท่านั้นซึ่งจะสามารถเปลี่ยนคุณสมบัติและคุณสมบัติของพลาสติกได้อย่างมากในอุตสาหกรรมยานยนต์เทคโนโลยีใหม่ ๆ มักถูกกล่าวถึงว่าเป็น "การปฏิวัติ" แต่ก็มักจะเป็น ความปรารถนาดีไม่ใช่ทุกคนเชื่อ
อย่างไรก็ตามสำหรับวัสดุที่เกิดขึ้นใหม่ตราบเท่าที่คำว่า 'อาจ' ถูกเพิ่มก่อนการปฏิวัติ 'คำอธิบายนี้มีวัตถุประสงค์อย่างมากนี่คือ graphene ซึ่งอาจเป็น' รถปฏิวัติ ' เทคโนโลยี
เมื่อมองย้อนกลับไปวัสดุกราไฟท์ถูกแยกจากกันอย่างเป็นทางการโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ทางตอนเหนือของประเทศอังกฤษในปีพ. ศ. 2547 และยังคงเป็นวัสดุใหม่ ๆ ที่มีเพียงชั่วคราวเท่านั้น แต่ในระยะ 10 ปีข้างหน้าดร. วัสดุ Graphene มีแนวโน้มที่จะนำการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญไปสู่การออกแบบและการผลิตของโลกรวมถึงประสิทธิภาพของยานพาหนะไฟฟ้าและรถยนต์ที่ขับด้วยตนเอง
Versarien เป็นกลุ่มวิศวกรรมวัสดุขั้นสูงที่มี Dr. Andrew Deakin เป็น Chief Technology Engineer โดยทุ่มเทเพื่อขยายการประยุกต์ใช้วัสดุ graphene จากการวิจัยทางทฤษฎีไปจนถึงการผลิตจริงทำให้วัสดุชนิดใหม่นี้สามารถลดน้ำหนักเพิ่มวัสดุและเพิ่มประสิทธิภาพแบตเตอรี่ได้อย่างเต็มที่ ผมคิดว่าวัสดุ graphene คาดว่าจะช่วยลดชิ้นส่วนพลาสติกของรถยนต์ได้ถึง 20% ซึ่งจะเป็นแบบปฏิวัตินอกจากนี้ด้วยการนำไฟฟ้าที่ดีวัสดุ graphene ยังคาดว่าจะเพิ่มประสิทธิภาพแบตเตอรี่ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น ยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่
ในฐานะที่เป็น allotrope graphene เป็นอนุพันธ์ของกราไฟท์ (มักใช้ในดินสอและสารหล่อลื่นแห้ง) ปัจจุบันงานวิจัยและพัฒนาจำนวนมากยังคงต้องใช้สำหรับการประยุกต์ใช้วัสดุ graphene เป็นจำนวนมากในการผลิตรถยนต์เป็นจำนวนมาก Deakin ได้ทำงานเพื่อส่งเสริมการใช้ graphene ในการออกแบบและการผลิตยานยนต์ แต่ในเวลาเดียวกันตรงไปตรงมาก็ต้องเผชิญกับความท้าทายที่เป็นไปได้: "การใช้ graphene ในบางสถานการณ์อาจเกิดขึ้นได้ในไม่กี่ปีในสถานการณ์อื่น ๆ การใช้งานอาจต้องใช้เวลานานกว่าหนึ่งทศวรรษและเวลาที่กำหนดมักจะเป็นเรื่องยากที่จะตัดสิน แต่ผมเชื่อมั่นในศักยภาพของวัสดุนี้
การคาดการณ์แสดงให้เห็นว่าภายในปี 2520 อุตสาหกรรมยานยนต์ทั่วโลกอาจใช้พลาสติกได้ถึง 6 ล้านตันต่อปี แต่ปริมาณขั้นสุดท้ายอาจมีความผันผวนเช่นหากเพิ่ม graphene เพื่อทำให้พลาสติกมีน้ำหนักเบาและแทนที่ด้วย สำหรับวัสดุอื่นที่มีความหนาแน่นสูงกว่าจำนวนที่เพิ่มขึ้นของพลาสติกอาจเพิ่มขึ้น
พลาสติกเสริมแรง
Deakin และทีมงานของเขามุ่งมั่นที่จะเพิ่มความแข็งแรงของพลาสติกมากกว่า 30% เพื่อให้ได้ความแข็งแรงเท่าเดิม แต่มีความแข็งแรงเหมือนกันหรือสูงกว่าอย่างไรก็ตามปัจจุบันมีพลาสติกประเภทที่ใช้ในการผลิตยานยนต์และพลาสติกทุกประเภท ทั้งหมดต้องผ่านขั้นตอนการทดสอบ
Deakin กล่าวว่าเราต้องพิจารณาว่าจะเพิ่ม graphene ลงในพลาสติกและอัตราส่วนการผสมที่เฉพาะเจาะจงเช่น 1% ถึง 5% แล้วเราต้องปรับปรุงกระบวนการและเทคโนโลยีที่จำเป็นในที่สุดเราจะเพิ่มประสิทธิภาพการทดสอบที่ครอบคลุมแล้ว การส่งเสริมการผลิตขนาดเล็กไปสู่ระดับอุตสาหกรรม "ปัจจุบันดร. ดีคินได้เริ่มใช้วัสดุกราฟีนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของยางแผงคอมโพสิตร่างกายวัสดุ CFRP และแบตเตอรี่
"ในระยะแรกเราต้องหาสถานการณ์การประยุกต์ใช้ที่มีความหมายมากที่สุดด้วยเหตุนี้เราจึงต้องการความช่วยเหลือจากผู้เชี่ยวชาญในวงการอุตสาหกรรมจำนวนมากตัวอย่างเช่นเราสามารถใช้ graphene เพื่อยืดอายุยางให้อยู่ในระดับปัจจุบันได้ 1.5 เท่าหรือแม้แต่ 2 เท่าและลดความต้องการอนุภาคพลาสติกในกระบวนการผลิตซึ่งเป็นสิ่งที่มีความสำคัญมากในการปกป้องสิ่งแวดล้อมรายงานล่าสุดชี้ให้เห็นว่าในเศษพลาสติกที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางน้อยกว่า 1 มิลลิเมตรและทิ้งลงสู่มหาสมุทร มากกว่า 28% มาจากยางรถยนต์ 'Graphene ช่วยลดน้ำหนักและขนาดของแบตเตอรี่ซึ่งจะช่วยขยายช่วงของยานพาหนะไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพและมีศักยภาพในการเพิ่มความเร็วในการชาร์จแบตเตอรี่
นอกจากนี้กราฟีนยังสามารถปรับปรุงความต้านทานผลกระทบของแผ่นพลาสติกหรือบัฟเฟอร์ด้วยเมื่อนำไปใช้กับตัวถังรถที่สามารถได้รับประสิทธิภาพการทำงานที่คล้ายกัน. เพื่อให้บรรลุผลลัพธ์ที่ต้องการแน่นอนเราอย่างต่อเนื่องจะต้องเพิ่มประสิทธิภาพของอัตราส่วนการผสมของกราฟีนได้. อีก ในแง่มุมหนึ่ง, กราฟีโดยทั่วไปจะไม่ใช้เพื่อเพิ่มอลูมิเนียมหรือเหล็ก แต่โดยตรงแทนที่วัสดุโลหะเหล่านี้ผ่านพลาสติกหลังจากการเพิ่มประสิทธิภาพของกราฟีนที่ 'เป็นความคิดที่ไม่จำเป็น
ดร. กินอธิบายว่า: 'ถ้า graphene เสริมแรงพลาสติก, ชิ้นส่วนความแข็งแกร่งบิดจะยังคงเหมือนเดิมหรือเพิ่มขึ้นได้และส่งผลกระทบต่อความแข็งแรงจะปรับปรุงและดังนั้นจึงเป็นที่คาดหวังว่าจะมีฉากที่มากขึ้นและเริ่มใช้ที่มีคุณภาพ วัสดุพลาสติกที่มีน้ำหนักเบา CFPR และ GRP '
Versarien ได้รับผู้เชี่ยวชาญ 2D ในปี 2014 เมื่อ บริษัท ผลิตเพียง 1 กรัมต่อวันเท่านั้นวันนี้ด้วยการเปิดตัวอุปกรณ์ใหม่ บริษัท คาดว่าจะเพิ่มการผลิต graphene วันเดียวเป็น 1 กิโลกรัมในปลายปีนี้ ( 2.2 ปอนด์)
ในเรื่องนี้ Dr. Deakin กล่าวว่านี่เทียบเท่ากับปัจจัยการผลิตที่เพิ่มขึ้น 1000 เท่าการคำนวณอย่างง่ายถ้าการผลิตรายวันโดยเฉลี่ยต่ออุปกรณ์สามารถเพิ่มขึ้นเป็น 10 กิโลกรัมได้ 100 หน่วยสามารถเพิ่มผลผลิตได้ในวันเดียว ถึง 1 ตันดร. ดีกินเสริมว่า "นอกจากนี้เมื่อต้องเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของพลาสติกอย่างมีนัยสำคัญเราต้องควบคุมปริมาณของกราฟีนที่เพิ่มลงในพลาสติก (อาจจะน้อยกว่า 1% หรือน้อยกว่า) ซึ่งเป็นสิ่งที่สำคัญมาก
รายละเอียดของดร. Deakin เกี่ยวกับอุปกรณ์การผลิต graphene และวิธีการทำงานนี้เป็นเพียงคำพูดเพียงไม่กี่คำซึ่งระบุว่าผู้ผลิตพลาสติกสามารถติดตั้งอุปกรณ์ดังกล่าวในโรงงานผลิตที่มีอยู่ได้อย่างง่ายดาย
ในคำจำกัดความของ Dr. Deakin graphene 'จริง' มีเพียงอะตอมคาร์บอนเพียงชั้นเดียว แต่ส่วนใหญ่ของเครื่องชั่งรุ่น Versarien graphene ไม่เกิน 5 ชั้นและ 90% ของเครื่องชั่งไม่เกิน 10 ชั้นขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเฉลี่ยเพียง 2 ไมครอนเท่านั้น
นอกจากนี้การรีไซเคิลเป็นสิ่งสำคัญในการพิจารณาวัสดุใหม่ ๆ ก่อนที่จะนำมาใช้อย่างเป็นทางการดร. ดีกินเชื่อว่าการปรากฏตัวของกลูเตนจะชุบตัวพลาสติกเก่า (ตัวอย่างเช่นเมื่อพลาสติกถูกสลายด้วยแสงอัลตราไวโอเลต) คือการรักษาลักษณะเดิมหรือประสิทธิภาพการทำงานอีกครั้งป้อนห่วงโซ่อุปทาน
ดร. ดีกินกล่าวว่า "เราคาดว่าจะใช้สารละลาย graphene นี้โดยการใช้เทคโนโลยีของเราในการลดปริมาณการใช้พลาสติกลงได้อย่างไร การแก้ปัญหาจะคุ้มค่าอย่างแท้จริงในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าและจะใช้เวลาประมาณห้าปี "ดังนั้น graphene นี้มีเพียงหนึ่งชั้นของอะตอมเดียวที่หนาเป็นวัสดุที่เป็น 'การปฏิวัติ' จริงหรือไม่? ต้องใช้เวลาตรวจสอบ