تولید تایرهای مقاوم و کم مصرف تر نانو وارد جاده شد
بلک بلاگ: ورود فناوری نانو به صنعت تایرسازی، مسیر توسعه نسل جدیدی از تایرها را هموار کرده است؛ محصولاتی که می توانند هم زمان چندین خاصیت کلیدی تایر را بهبود دهند.
به گزارش بلک بلاگ به نقل از ستاد نانو، کاهش مقاومت غلتشی و به دنبال آن کاهش مصرف سوخت، افزایش مقاومت در مقابل سایش، پارگی و حرارت، بهبود چسبندگی در سطوح خشک و مرطوب و کاهش وزن تایر، از مهم ترین مزایایی است که برای این فناوری مطرح گردیده است. شرکت های بزرگ تایرسازی جهان همچون بریجستون (Bridgestone)، یوکوهاما (Yokohama)، گودیر (Goodyear) و ویتوریا (Vittoria) هم توسعه محصولات مبتنی بر نانومواد را دنبال کرده اند. در ایران هم شرکت هایی مانند کویر تایر و گروه صنعتی بارز در راه استفاده از فناوری نانو در تولید تایر حرکت کرده اند؛ روندی که با افزایش تقاضا برای خودرو های کم مصرف و تشدید الزامات زیست محیطی می تواند اهمیت بیشتری پیدا کند.
تایر یکی از معدود اجزای خودرو است که بطور مستقیم و مستمر با سطح جاده در تماس قرار دارد و از همین رو، خاصیت های آن تاثیر قابل توجهی بر ایمنی، عملکرد، مصرف سوخت و حتی هزینه های نگهداری خودرو دارد. در سالهای اخیر، گسترش فناوری نانو فرصت تازه ای برای بازطراحی ساختار و ترکیب مواد مورد استفاده در تایرها بوجود آورده است؛ فرصتی که می تواند به تولید تایرهایی سبک تر، مقاوم تر و کم مصرف تر منجر شود.
در تولید تایر، خاصیت های فیزیکی و شیمیایی مواد نقش تعیین کننده ای در عملکرد محصول غائی دارند. استفاده از نانومواد می تواند این خاصیت ها را در مقیاس بسیار کوچک تغییر دهد و بالاخره، عملکرد تایر را در مقیاس کاربردی ارتقا دهد. نانولوله های کربنی، گرافن، نانوذرات سیلیکا، نانورس و نانوذرات الماس همچون موادی هستند که در این زمینه مورد توجه قرار گرفته اند.
یکی از مهم ترین مزایای استفاده از فناوری نانو در تایرسازی، امکان کاهش مقاومت غلتشی است. تایر هنگام حرکت خودرو دائماً تغییر شکل می دهد و بخشی از انرژی خودرو در اثر همین تغییر شکل و اصطکاک تلف می شود. کاهش مقاومت غلتشی می تواند میزان انرژی مورد نیاز برای حرکت خودرو را کاهش داده و در خودرو های احتراقی به کاهش مصرف سوخت منجر شود. همین خاصیت در خودرو های برقی هم اهمیت دارد، چونکه کاهش مقاومت غلتشی می تواند به افزایش راندمان انرژی و بنابراین افزایش مسافت قابل پیمایش کمک نماید.
از سوی دیگر، نانومواد می توانند ساختار تایر را در مقابل عوامل فرساینده مقاوم تر کنند. افزایش مقاومت در مقابل سایش، پارگی و حرارت می تواند طول عمر تایر را افزایش دهد و تعداد دفعات تعویض آنرا کم کند. این مساله علاوه بر کاهش هزینه های مصرف کننده، از منظر زیست محیطی هم اهمیت دارد؛ چونکه افزایش عمر محصول می تواند به کاهش حجم تایرهای مستعمل و مصرف مواد اولیه برای تولید تایرهای جدید کمک نماید.
یکی دیگر از حوزه های مهم کاربرد نانومواد، بهبود چسبندگی تایر با سطح جاده است. ترکیب مناسب مواد نانوساختار می تواند خاصیت های سطحی و مکانیکی تایر را بهبود دهد و عملکرد آنرا در وضعیت مختلف جاده ای ارتقا بخشد. این مساله بخصوص در مسیرهای مرطوب که حفظ چسبندگی اهمیت بیشتری دارد، می تواند در پیشرفت ایمنی خودرو مؤثر باشد.
کاهش وزن؛ مزیت دیگر نانومواد
کاهش وزن تایر هم یکی دیگر از اهدافی است که فناوری نانو می تواند در دستیافتن به آن نقش داشته باشد. برخی نانومواد، همچون نانورس، امکان کاهش ضخامت بخشهایی از ساختار تایر را بدون افت قابل توجه در عملکرد فراهم می کنند. کاهش وزن تایر در کنار کاهش مقاومت غلتشی، می تواند به بهبود راندمان خودرو کمک نماید.
این مجموعه مزایا سبب شده است فناوری نانو به یکی از زمینه های مورد توجه در توسعه تایرهای نسل جدید تبدیل شود؛ محصولاتی که هدف آنها صرفا افزایش دوام نیست، بلکه باید مجموعه ای از الزامات شامل عملکرد، ایمنی، راندمان انرژی و الزامات زیست محیطی را بطور همزمان پاسخ دهند.
سرمایه گذاری شرکت های بزرگ تایرسازی در فناوری نانو
گسترش این فناوری تنها به مراکز تحقیقاتی محدود نمانده و بعضی از شرکت های بزرگ صنعت تایر هم در سالهای اخیر به شکل جدی روی استفاده از نانومواد و فناوری های نانویی سرمایه گزاری نموده اند.
بریجستون (Bridgestone) با گسترش فناوری NanoPro-Tech، استفاده از فناوری نانو را برای بهبود خاصیت های تایر دنبال کرده است. این فناوری با هدف دستیافتن به تلفیقی از چسبندگی مناسب و مقاومت غلتشی پایین توسعه یافته و می تواند به افزایش بازدهی سوخت خودرو کمک نماید.
یوکوهاما (Yokohama) هم توسعه تایرهای مبتنی بر نانوذرات را برای پیشرفت عملکرد محصولات خود در وضعیت مختلف جاده ای دنبال کرده است. استفاده از نانومواد در این محصولات با هدف بهبود خاصیت های فنی تایر و افزایش عملکرد آن در وضعیت متفاوت صورت می گیرد.
در گودیر (Goodyear) هم گرافن به عنوان یکی از مواد مورد توجه قرار گرفته است. استفاده از نانوذرات گرافن می تواند به افزایش استقامت ساختار تایر و کاهش مصرف سوخت کمک نماید. گرافن به علت استقامت مکانیکی بالا و خاصیت های منحصربه فرد خود، یکی از نانومواد مهم در توسعه مواد پیشرفته شمرده می شود.
در حوزه تایرهای دوچرخه هم ویتوریا (Vittoria) به استفاده از نانوگرافن روی آورده است. تایرهای تولیدشده با این رویکرد با هدف افزایش چسبندگی و کاهش میزان سایش توسعه یافته اند و نشان می دهند کاربرد نانومواد به تایر خودرو محدود نیست و می تواند دامنه وسیعی از محصولات حمل و نقل را دربرگیرد.
حرکت صنعت تایر ایران به طرف نانوساختارها
فناوری نانو در صنعت تایر ایران هم مورد توجه قرار گرفته و چندین شرکت داخلی کارهایی را جهت استفاده از نانومواد در تولید تایر دنبال کرده اند. کویر تایر همچون شرکت هایی است که در ساختار داخلی تایر از نانورس بهره برده است. استفاده از این ماده امکان کاهش ضخامت بخشهایی از تایر را فراهم آورده و در نهایت می تواند به کاهش وزن محصول و کاهش مصرف سوخت خودرو کمک نماید.
گروه صنعتی بارز هم در حوزه توسعه تایرهای نانوساختار فعالیت نموده و از نانوذرات سیلیکا برای بهبود مقاومت سایشی و کاهش هزینه تولید بهره برده است. سیلیکا یکی از مواد مهم در صنعت تایر است و استفاده از آن در ابعاد نانومتری می تواند امکان کنترل دقیق تر برخی خاصیت های مکانیکی و عملکردی لاستیک را فراهم آورد.
توسعه این محصولات در داخل کشور می تواند از یک سو به پیشرفت فناوری تولید تایر و از طرفی به افزایش توان رقابتی صنعت تایر ایران کمک کند؛ بخصوص در حالی که بازار جهانی خودرو به سوی کاهش مصرف انرژی، افزایش راندمان و کاهش اثرات زیست محیطی حرکت می کند.
بازار جهانی در راه رشد
گزارش های بین المللی هم از رشد بازار تایرهای برپایه فناوری نانو حکایت دارند. بر مبنای پیش بینی های طرح شده، بازار جهانی این محصولات تا سال ۲۰۲۶ با نرخ رشد مرکب سالانه (CAGR) حدود ۴ درصد گسترش خواهد یافت.
در این میان، کشورهای شرق آسیا، بخصوص چین و ژاپن، از مهم ترین تولیدکنندگان و کنشگران حوزه تایرهای برپایه فناوری نانو محسوب می شوند. مشارکت فعال این کشورها در زنجیره تولید خودرو، مواد پیشرفته و فناوری نانو، زمینه مناسبی برای توسعه کاربرد نانومواد در صنعت تایر بوجود آورده است.
از سوی دیگر، افزایش تقاضا برای خودرو های کم مصرف و تشدید مقررات زیست محیطی، خودروسازان و تایرسازان را به سوی استفاده از فناوری هایی سوق داده است که بتوانند بدون کاهش ایمنی و عملکرد، مصرف انرژی و اثرات زیست محیطی را کاهش دهند. تایرهای نانویی می توانند بخشی از این راه حل فناورانه باشند.
در مجموع، ورود فناوری نانو به صنعت تایرسازی را نمی توان صرفا یک تغییر در مواد اولیه تلقی نمود. این فناوری می تواند همزمان بر مصرف سوخت، دوام، چسبندگی، وزن، ایمنی و هزینه های نگهداری تاثیر بگذارد. افزایش عمر تایر هم می تواند مصرف مواد اولیه و تولید پسماند را کم کند و از این منظر، مزایایی فراتر از عملکرد خودرو بوجود آورد.
با افزایش سرمایه گذاری در توسعه نانومواد و حرکت بازار خودرو به سوی محصولات کم مصرف تر و پایدارتر، انتظار می رود تایرهای برپایه فناوری نانو سهم بیشتری از بازار را به خود اختصاص دهند. در صورت تداوم روند توسعه و تجاری سازی، این فناوری می تواند از یک راه حل نوآورانه به یکی از معیارهای مهم آینده صنعت تایرسازی تبدیل گردد و نقش مؤثری در افزایش راندمان انرژی، کاهش هزینه ها و پیشرفت پایداری صنعت حمل و نقل ایفا کند.
به طور خلاصه، در سال های اخیر، توسعه فناوری نانو فرصت جدیدی برای بازطراحی ساختار و ترکیب مواد مورد استفاده در تایرها بوجود آورده است؛ فرصتی که می تواند به تولید تایرهایی سبک تر، مقاوم تر و کم مصرف تر منجر شود. تایر هنگام حرکت خودرو دائماً تغییر شکل می دهد و بخشی از انرژی خودرو در اثر همین تغییر شکل و اصطکاک تلف می شود. تایرهای نانویی می توانند بخشی از این طریق حل فناورانه باشند.
منبع: بلك بلاگ
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب