Các đặc tính của vật liệu nano đã đặt nền móng cho ứng dụng rộng rãi của nó.Sử dụng vật liệu nano đặc biệt chống tia cực tím, chống lão hóa, độ bền và độ dẻo dai cao, hiệu quả che chắn tĩnh điện tốt, hiệu ứng thay đổi màu sắc và chức năng kháng khuẩn và khử mùi, phát triển và điều chế các loại sơn ô tô mới, thân xe tổng hợp nano, nano- chất bôi trơn động cơ và ô tô nano, và máy lọc khí thải có triển vọng phát triển và ứng dụng rộng rãi.

Khi các vật liệu được điều khiển đến cấp độ nano, chúng không chỉ sở hữu sự thay đổi ánh sáng, điện, nhiệt và từ tính mà còn có nhiều tính chất mới như bức xạ, hấp thụ.Điều này là do hoạt động bề mặt của vật liệu nano tăng lên cùng với sự thu nhỏ của các hạt.Vật liệu nano có thể được nhìn thấy ở nhiều bộ phận của ô tô như khung xe, vỏ xe hay thân xe.Cho đến nay, làm thế nào để sử dụng hiệu quả công nghệ nano để đạt được sự phát triển nhanh chóng của ô tô vẫn là một trong những vấn đề được quan tâm nhất trong ngành công nghiệp ô tô.

Các hướng ứng dụng chính của vật liệu nano trong nghiên cứu và phát triển ô tô

1.sơn ô tô

Ứng dụng của công nghệ nano trong sơn ô tô có thể chia thành nhiều hướng, bao gồm sơn phủ nano, sơn đổi màu va chạm, sơn chống đá, sơn chống tĩnh điện và sơn khử mùi.

(1) Sơn phủ xe

Lớp sơn phủ ngoài là một đánh giá trực quan về chất lượng của chiếc xe.Một lớp phủ xe tốt không chỉ có đặc tính trang trí tuyệt vời mà còn phải có độ bền tuyệt vời, tức là phải có khả năng chống tia cực tím, độ ẩm, mưa axit, chống trầy xước và các đặc tính khác 

Trong sơn phủ nano, các hạt nano được phân tán trong khung polyme hữu cơ, đóng vai trò là chất độn chịu lực, tương tác với vật liệu khung và giúp cải thiện độ dẻo dai cũng như các tính chất cơ học khác của vật liệu.Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng phân tán 10%nano TiO2các hạt trong nhựa có thể cải thiện tính chất cơ học của nó, đặc biệt là khả năng chống trầy xước.Khi sử dụng cao lanh nano làm chất độn, vật liệu composite không chỉ trong suốt mà còn có đặc tính hấp thụ tia cực tím và độ ổn định nhiệt cao hơn.

Ngoài ra, vật liệu nano còn có hiệu ứng đổi màu theo góc nhìn.Việc thêm nano titan dioxit (TiO2) vào lớp hoàn thiện lấp lánh ánh kim của ô tô có thể làm cho lớp phủ tạo ra các hiệu ứng màu sắc phong phú và khó đoán.Khi bột nano và bột nhôm flash hoặc sắc tố bột ngọc trai mica được sử dụng trong hệ thống lớp phủ, chúng có thể phản xạ ánh sáng trắng xanh trong vùng trắc quang của vùng phát sáng của lớp phủ, do đó làm tăng độ đầy đủ của màu sắc của lớp phủ. kim loại hoàn thiện và tạo ra một hiệu ứng hình ảnh độc đáo.

Thêm Nano TiO2 vào Sơn đổi màu ánh kim lấp lánh cho ô tô-Sơn đổi màu khi va chạm

Hiện tại, lớp sơn trên xe không có sự thay đổi đáng kể khi gặp va chạm, dễ để lại những mối nguy hiểm tiềm ẩn do không tìm thấy tổn thương bên trong.Bên trong sơn có chứa các viên nang siêu nhỏ chứa đầy thuốc nhuộm, các viên này sẽ bị vỡ ra khi chịu tác động lực mạnh từ bên ngoài, khiến màu sắc của phần bị tác động sẽ thay đổi ngay lập tức để nhắc nhở mọi người chú ý.

(2) Lớp phủ chống sứt mẻ đá

Thùng xe là bộ phận tiếp xúc với mặt đất gần nhất, thường xuyên chịu tác động của nhiều loại sỏi đá văng tung tóe nên cần sử dụng lớp phủ bảo vệ có tác dụng chống đá.Việc thêm nano alumina (Al2O3), nano silica (SiO2) và các loại bột khác vào lớp phủ ô tô có thể cải thiện độ bền bề mặt của lớp phủ, cải thiện khả năng chống mài mòn và giảm thiệt hại do sỏi gây ra cho thân xe.

(3) Lớp phủ chống tĩnh điện

Do tĩnh điện có thể gây ra nhiều phiền toái nên việc phát triển và ứng dụng sơn chống tĩnh điện cho lớp phủ nội thất ô tô và các bộ phận nhựa ngày càng phổ biến.Một công ty Nhật Bản đã phát triển một lớp phủ trong suốt chống tĩnh điện không vết nứt cho các bộ phận nhựa ô tô.Ở Mỹ, các vật liệu nano như SiO2 và TiO2 có thể được kết hợp với nhựa làm lớp phủ che chắn tĩnh điện.

(4) Sơn khử mùi

Ô tô mới thường có mùi đặc trưng, ​​chủ yếu là các chất dễ bay hơi có trong chất phụ gia nhựa trong vật liệu trang trí ô tô.Vật liệu nano có chức năng kháng khuẩn, khử mùi, hấp phụ và các chức năng khác rất mạnh, vì vậy một số hạt nano có thể được sử dụng làm chất mang để hấp thụ các ion kháng khuẩn có liên quan, từ đó tạo thành lớp phủ khử mùi để đạt được mục đích khử trùng và kháng khuẩn.

2. Sơn xe

Một khi lớp sơn xe bị bong tróc và lão hóa sẽ ảnh hưởng rất lớn đến tính thẩm mỹ của xe, tình trạng lão hóa rất khó kiểm soát.Có nhiều yếu tố khác nhau ảnh hưởng đến quá trình lão hóa của lớp sơn xe, trong đó quan trọng nhất phải kể đến tia cực tím trong ánh sáng mặt trời.

Tia cực tím có thể dễ dàng phá vỡ chuỗi phân tử của vật liệu, điều này sẽ làm cho các đặc tính của vật liệu bị lão hóa, do đó nhựa polyme và lớp phủ hữu cơ dễ bị lão hóa.Bởi vì tia uv sẽ phá vỡ chất tạo màng trong lớp phủ, tức là chuỗi phân tử, tạo ra các gốc tự do rất hoạt động, sẽ khiến toàn bộ chuỗi phân tử chất tạo màng bị phân hủy, cuối cùng làm cho lớp phủ bị mục. già đi và xấu đi.

Đối với lớp phủ hữu cơ, do tia cực tím cực kỳ hung hăng, nếu có thể tránh được chúng, khả năng chống lão hóa của sơn nướng có thể được cải thiện rất nhiều.Hiện tại, vật liệu có tác dụng che chắn tia cực tím mạnh nhất là bột nano TIO2, loại vật liệu này che chắn tia cực tím chủ yếu bằng cách tán xạ.Có thể suy ra từ lý thuyết rằng kích thước hạt của vật liệu nằm trong khoảng từ 65 đến 130nm, có tác dụng tốt nhất đối với sự tán xạ tia cực tím..

3. Lốp ô tô

Trong sản xuất cao su lốp ô tô, các loại bột như muội than và silica là cần thiết để làm chất độn gia cố và chất xúc tiến cho cao su.Carbon đen là chất gia cố chính của cao su.Nói chung, kích thước hạt càng nhỏ và diện tích bề mặt cụ thể càng lớn thì hiệu suất gia cố của muội than càng tốt.Hơn nữa, muội than có cấu trúc nanô, được sử dụng trong gai lốp, có lực cản lăn thấp, khả năng chống mài mòn và chống trượt ướt cao so với muội than nguyên bản, và là muội than hiệu suất cao đầy hứa hẹn cho gai lốp.

Nano Silicalà một chất phụ gia thân thiện với môi trường với hiệu suất tuyệt vời.Nó có đặc tính siêu bám dính, chống rách, chịu nhiệt và chống lão hóa, đồng thời có thể cải thiện hiệu suất bám đường ướt và hiệu suất phanh ướt của lốp xe.Silica được sử dụng trong các sản phẩm cao su màu để thay thế carbon đen để gia cố nhằm đáp ứng nhu cầu của các sản phẩm trắng hoặc trong mờ.Đồng thời, nó cũng có thể thay thế một phần muội than trong các sản phẩm cao su đen để thu được các sản phẩm cao su chất lượng cao, chẳng hạn như lốp địa hình, lốp kỹ thuật, lốp radial, v.v. hoạt động bề mặt của nó và hàm lượng chất kết dính càng cao.Kích thước hạt silica thường được sử dụng nằm trong khoảng từ 1 đến 110nm.