Характеристиките на наноматериалите са поставили основата за широкото им приложение.Използвайки специални наноматериали против ултравиолетови лъчи, против стареене, висока якост и издръжливост, добър електростатичен екраниращ ефект, ефект на промяна на цвета и антибактериална и дезодорираща функция, разработването и подготовката на нови видове автомобилни покрития, нанокомпозитни автомобилни каросерии, нано- смазочните материали за двигатели и наноавтомобили и пречиствателите на отработени газове имат широко приложение и перспективи за развитие.

Когато материалите се контролират до наномащаб, те притежават не само промяна на светлината, електричеството, топлината и магнетизма, но и много нови свойства като радиация, абсорбция.Това е така, защото повърхностната активност на наноматериалите се увеличава с миниатюризацията на частиците.Наноматериалите могат да се видят в много части на автомобила, като шаси, гуми или каросерия.Досега как ефективно да се използват нанотехнологиите за постигане на бързо развитие на автомобилите все още е един от най-загрижените въпроси в автомобилната индустрия.

Основни насоки на приложение на наноматериалите в автомобилните изследвания и разработки

1.Автомобилни покрития

Приложението на нанотехнологиите в автомобилните покрития може да бъде разделено на множество посоки, включително нано покривни покрития, покрития с промяна на цвета при сблъсък, покрития против удар на камъни, антистатични покрития и дезодориращи покрития.

(1) Горно покритие за кола

Покритието е интуитивна оценка на качеството на автомобила.Доброто горно покритие за автомобили трябва не само да има отлични декоративни свойства, но и да има отлична издръжливост, тоест трябва да е в състояние да устои на ултравиолетови лъчи, влага, киселинни дъждове и да предпазва от надраскване и други свойства 

В нано покривните покрития наночастиците са разпръснати в рамката на органичния полимер, действайки като носещи пълнители, взаимодействайки с материала на рамката и спомагайки за подобряване на здравината и други механични свойства на материалите.Проучванията показват, че диспергирането на 10% отнано TiO2частиците в смолата могат да подобрят нейните механични свойства, особено устойчивостта на надраскване.Когато нано каолинът се използва като пълнител, композитният материал е не само прозрачен, но също така има характеристиките на абсорбиране на ултравиолетови лъчи и по-висока термична стабилност.

В допълнение, наноматериалите също имат ефекта на промяна на цвета с ъгъла.Добавянето на нано титанов диоксид (TiO2) към покритието с метален блясък на автомобила може да накара покритието да произвежда богати и непредвидими цветови ефекти.Когато в системата за покритие се използват нанопрахове и мигащ алуминиев прах или перлен пигмент от слюда, те могат да отразяват синята опалесценция във фотометричната област на светлоизлъчващата област на покритието, като по този начин увеличават пълнотата на цвета на метално покритие и създаване на уникален визуален ефект.

Добавяне на Nano TiO2 към автомобилни покрития с метален блясък - боя, променяща цвета си при сблъсък

В момента боята на автомобила не се променя значително, когато се натъкне на сблъсък и е лесно да се оставят скрити опасности, защото не се открива вътрешна травма.Вътрешността на боята съдържа микрокапсули, пълни с багрила, които ще се спукат, когато бъдат подложени на силна външна сила, причинявайки незабавна промяна на цвета на ударената част, за да напомни на хората да обърнат внимание.

(2) Покритие против отчупване на камъни

Каросерията на автомобила е частта, която е най-близо до земята и често се удря от различни напръскани чакъли и отломки, така че е необходимо да се използва защитно покритие с противокаменен удар.Добавянето на нано алуминиев оксид (Al2O3), нано силициев диоксид (SiO2) и други прахове към автомобилните покрития може да подобри повърхностната здравина на покритието, да подобри устойчивостта на износване и да намали щетите, причинени от чакъл върху каросерията на автомобила.

(3) Антистатично покритие

Тъй като статичното електричество може да причини много проблеми, разработването и прилагането на антистатични покрития за покрития на интериорни части на автомобили и пластмасови части стават все по-широко разпространени.Японска компания разработи антистатично прозрачно покритие без пукнатини за автомобилни пластмасови части.В САЩ наноматериали като SiO2 и TiO2 могат да се комбинират със смоли като електростатични екраниращи покрития.

(4) Дезодорираща боя

Новите автомобили обикновено имат особени миризми, главно на летливи вещества, съдържащи се в смолисти добавки в автомобилни декоративни материали.Наноматериалите имат много силни антибактериални, дезодориращи, адсорбционни и други функции, така че някои наночастици могат да се използват като носители за адсорбиране на съответните антибактериални йони, като по този начин образуват дезодориращи покрития за постигане на стерилизация и антибактериални цели.

2. Автомобилна боя

След като боята на автомобила се обели и остарее, това ще повлияе значително на естетиката на автомобила, а стареенето е трудно да се контролира.Има различни фактори, които влияят върху стареенето на автомобилната боя, като най-важният трябва да принадлежи на ултравиолетовите лъчи на слънчевата светлина.

Ултравиолетовите лъчи могат лесно да причинят разкъсване на молекулярната верига на материала, което ще доведе до стареене на свойствата на материала, така че полимерните пластмаси и органичните покрития са склонни към стареене.Тъй като ултравиолетовите лъчи ще накарат филмообразуващото вещество в покритието, тоест молекулната верига, да се счупи, генерирайки много активни свободни радикали, което ще доведе до разлагане на цялата молекулна верига на филмообразуващото вещество и накрая ще доведе до разпадане на покритието стареят и се влошават.

За органичните покрития, тъй като ултравиолетовите лъчи са изключително агресивни, ако могат да бъдат избегнати, устойчивостта на стареене на боите за печене може да бъде значително подобрена.Понастоящем материалът с най-голям UV екраниращ ефект е нано TIO2 прах, който предпазва UV основно чрез разсейване.От теорията може да се заключи, че размерът на частиците на материала е между 65 и 130 nm, което има най-добър ефект върху UV разсейването..

3. Автомобилна гума

При производството на каучук за автомобилни гуми прахове като сажди и силициев диоксид са необходими като подсилващи пълнители и ускорители за каучук.Саждите са основният усилващ агент на каучука.Най-общо казано, колкото по-малък е размерът на частиците и колкото по-голяма е специфичната повърхност, толкова по-добро е усилващото действие на саждите.Освен това наноструктурираните сажди, които се използват в протекторите на гумите, имат ниско съпротивление при търкаляне, висока устойчивост на износване и устойчивост на плъзгане на мокро в сравнение с оригиналните сажди и са обещаващи високоефективни сажди за протектори на гуми.

Нано силициев диоксиде екологично чиста добавка с отлично представяне.Има супер адхезия, устойчивост на разкъсване, топлоустойчивост и свойства против стареене и може да подобри сцеплението на мокра настилка и ефективността на спиране на мокра настилка на гумите.Силициев диоксид се използва в цветни каучукови продукти, за да замени въглеродните сажди за подсилване, за да отговори на нуждите на бели или полупрозрачни продукти.В същото време той може също да замени част от въглеродните сажди в черни каучукови продукти, за да получи висококачествени каучукови продукти, като гуми за офроуд, инженерни гуми, радиални гуми и др. Колкото по-малък е размерът на частиците на силициевия диоксид, толкова по-голям неговата повърхностна активност и по-високото съдържание на свързващо вещество.Често използваният размер на частиците на силициев диоксид варира от 1 до 110 nm.