گزارش ربات کشاورز؛ پای نانوفناوری به صنعت خودروسازی باز شد

به گزارش ربات کشاورز توان پژوهشگران ایرانی در تولید محصولات نانو به مرحله ای رسیده که نتایج آنرا می توان در صنعت خودروسازی هم مشاهده کرد محصولاتی که نمونه مشابه خارجی آنها قبلا مورد استفاده قرار می گرفته است.

خبرگزاری مهر-گروه دانش و فناوری، میترا سعیدی کیا: در زمان پیش از انقلاب ایران رتبه ای در سطح دنیا از منظر فناوری نانو نداشت؛ آن سالها رتبه ما در این فناوری ۵۷ بود اما حالا به همت محققان توانسته ایم رتبه چهارم را کسب نماییم. از جانب دیگر کشور در فناوری نانو تا حدی پیش رفته که تعداد محصولات نانویی روز به روز در حال افزایش می باشد به طوریکه ماهانه ۱۲ تا ۱۵ محصول نانویی توسط شرکتهای دانش بنیان تولید می شود. بر مبنای آخرین آمار، هم اکنون نزدیک به ۶۰۰ محصول نانویی داخلی در بازار موجود است که در حوزه های مختلف کاربرد دارند. همینطور نانو توانسته به ۱۱ صنعت رسوخ پیدا کند. یکی از این صنایع خودروسازی است. استفاده از این فناوری در صنعت خودروسازی می تواند در کاهش آلودگی های محیط زیست، کاهش هزینه های فرسایشی یا ارتقای کارایی سیستم های مربوط به خودرو موثر باشد. در همین راستا در صدد برآمدیم تا در گزارشی صنعت خودرو را با عینک نانو ببینیم و وضعیت تاثیر فناوری نانو در این صنعت را مورد بررسی قرار دهیم.
رسوخ فناوری نانو به خودرو
دکتر علی نجیمی، دبیر کارگروه صنعت و بازار ستاد توسعه فناوری نانو در گفتگو با خبرنگار مهر در این زمینه اظهار نمود: هم اکنون ۱۵ شرکت ایرانی روی تولید محصولات نانو کاربردی در صنعت خودرو فعالیت می نمایند که ۸۰ درصد اینها دانش بنیان هستند.
وی افزود: حتی شرکتهای صنعتی به واسطه دانش شرکتهای دانش بنیان توانسته اند محصولات کاربردی نانویی را در صنعت خودرو تولید کنند.
دبیر کارگروه صنعت و بازار ستاد توسعه فناوری نانو با اشاره به بعضی از محصولات تولیدی شرکتها در حوزه خودرو با فناوری نانو اظهار داشت: فیلترهای خودروی نانویی (خودروی سبک و سنگین)، روغن موتورهای نانویی، افزودنیهای سوخت، کامپوندهای پلیمری پیشرفته، سره های جوش نانوکامپوزیتی، قطعات خودرو با پوشش فوق سخت، کاتالیست های نانویی، رنگ های پیشرفته، پوشش های پیشرنگ، عایق های نانویی، گرمکن های صندلی با تکنولوژی پرینت، آینه های پیشرفته نانو، هیتر تشعشعی قابل استفاده در خط رنگ، راه اندازی خطوط پلاسما و کرونا جهت افزایش چسبندگی، پوشش های ضدخش همچون محصولاتی هستند که تولید شده و در صنعت خودرو قابل استفاده هستند.
وی اضافه کرد: محصولات نانو در حوزه صنعت خودرو در صورتی مورد استقبال قرار می گیرند که سبب کاهش هزینه ها و بر مبنای استانداردها و کاهش آلایندگی ها باشند.

تولید محصولات مشابه خارجی
نجیمی با اشاره به اینکه در کل صنعت خودرو از فناوری های نوین همچون فناوری نانو استقبال نمی کند، اظهار داشت: از آنجائیکه صنعت خودروی ما رقابتی نیست و به دنبال محصول جدید و افزایش کیفیت و افزایش رفاه سرنشینان خودرو نیست، از محصولاتی که با فناوری نانو توسط محققان کشور تولید شده و در بازار موجود است، به صورت سلیقه ای استفاده می شود.
دبیر کارگروه صنعت و بازار ستاد توسعه فناوری نانو با تاکید بر اینکه ازاین رو همواره در صدد برآمدیم که بر پایه کاهش هزینه ها با خودروسازان وارد مذاکره شویم، اظهار داشت: معیار ورود فناوری نانو به صنعت خودرو را کاهش هزینه ها مد نظر قرار دادیم تا بتوانیم فناوری نانو را به این صنعت ورود دهیم.
وی اظهار داشت: در مواردی که نمونه های خارجی در کشور وجود دارد و شرکتهای ایرانی هم با تلفیق فناوری نانو همان محصول را به تولید رسانده اند، توانستیم خودروسازان را قانع نماییم که از محصولات داخلی استفاده کنند. به صورت کلی ۱۰ محصول که نمونه خارجی هم دارند با فناوری نانو توسط محققان خودمان به تولید رسیده است.
وی با تاکید بر اینکه یک سری محصولات هستند که به صورت آپشن روی خودرو می تواند مورد استفاده قرار بگیرند، تصریح کرد: صاحب خودرو می تواند بر مبنای میل خود از این محصولات برای خودروی خود استفاده کند؛ این محصولات در بازار وجود دارند و قابل تهیه هستند. در حدود ۱۸ محصول نانو همچون فیلتر هوای نانو و قطعات تزئینی، قطعات یدکی پلیمری و… محصولات افتر مارکتی هستند که به صورت سلیقه ای مورد استفاده قرار می گیرند.
دلایل عدم رغبت خودروسازان به استفاده از فناوری
نجیمی با اشاره به یکی از چالش هایی که منجر به عدم استقبال خودروسازان از فناوری های نوین می شود، اظهار داشت: هم اکنون استاندارد های موجود در کشور سطح پایینی دارند و سازمان استاندارد نتوانسته بر خودروسازان پیروز شود.
وی اضافه کرد: اگر سطح استانداردها بالا رود خودروسازان ترغیب به استفاده از فناوریهای جدید مثل نانو می شوند و بدین واسطه محصولات بومی هم مورد استفاده قرار می گیرند.
دبیر کارگروه صنعت و بازار ستاد توسعه فناوری نانو با تاکید بر اینکه یک دسته از مسائل و مشکلات مربوط به عدم استفاده از فناوریها در صنعت خودرو استانداردهای پایین خودروسازی است، بیان کرد: بسیاری از محصولات هستند که تولید شده اند و چون استاندارد ها سطح پایینی دارند و خودروسازان خویش را با این سطح از استاندارد وفق می دهند ازاین رو به سمت محصولات «های تک» نمی روند. موارد گوناگونی از محصولات نانو و پیشرفته در این زمینه قابل بیان است، مواردی مثل پوشش های سخت برای قطعات خودرو، روغن های نانو، سبک سازی خودرو، نانوکاتالیست، ضد آب کردن نساجی پوشش های خودرویی.
نجیمی تصریح کرد: روغن موتوری که می تواند سبب کاهش آلایندگی شود درحال حاضر در بازار موجود است ولی در صنعت خودرو استفاده نمی گردد چون برای خودرو ساز هزینه بر است.
وی اضافه کرد: شرکتی که روغن های موتور نانو را تولید می کند از آن در صنایع مختلف غیر از خودرو استفاده می نماید و یا آنرا صادر می کند. پایه روغنی متداولی که در ایران تولید می نماییم درجه پایین است و برای ماشین های پیشرفته و جدید پاسخگو نیست.
نجیمی عنوان کرد: برای برخی دانش های فنی بازار وجود دارد ولی متقاضی وجود ندارند، دانش فنی تولید حسگرهای پیشرفته و قطعات الکترونیکی وجود دارد و در صورت مطرح شدن تقاضای جدی در صنعت خودرو، قابل پیگیری و تولید است. کشورهای پیشرو در عرصه استفاده از فناوری نانو در صنعت خودرو
دبیر کارگروه صنعت و بازار ستاد توسعه فناوری نانو در ادامه با اشاره به اینکه خیلی از این محصولات که در صنعت خودرو به تولید رسیده صادر شده اند، بیان کرد: سره های جوش به کشورهای اروپایی، تجهیزات پوشش دهی به چین، تجهیزات نانوفیلتر به چین و کره، روغن موتور به کشورهای همسایه همچون ترکمنستان و ترکیه صادر شده اند.
وی در مورد وضعیت کشورهای دیگر در زمینه تولید محصولات در رابطه با فناوری نانو در صنعت خودرو اظهار داشت: ژاپن، آلمان و کره همچون کشورهای پیشرویی هستند که توانسته اند بر مبنای استانداردهای بالایی که دارند از فناوری نانو در صنعت خودرو بهره ببرند. آلمان تا سال ۲۰۱۵، ۱۰۰ فناوری را در صنعت خودرو رسوخ داد و ژاپنی ها هم در جهت کاهش مصرف سوخت از فناوریهای نوین در حال استفاده هستند.
وی افزود: تمام محصولاتی که در صنعت خودرو استفاده می شود در موتور سیکلت هم به کار گرفته می شود. این محصولات شامل قطعات پلیمری، قطعات آلومینیومی، قطعات چرمی، چراغ و آینه، قطعات رنگ شده و… می شود.

*معرفی محصولات داخلی نانویی برای صنعت خودرو
کارواش بدون آب با نانومواد
در حال حاضر مواد مختلفی مانند انواع شوینده ­ها، واکس­ها و مواد محافظ و شامپوی خودرو برای کاهش مصرف آب هم مورد توجه قرار گرفته اند. با پیشرفت علم نانو، تلاش شده تا مواد جدید برای کاهش میزان مصرف آب تا حد صفر معرفی شوند. این مواد به دلیل ساختار فشرده ای که دارند هنگام اعمال روی سطح بدنه خودرو از نفوذ ذرات و جرم ­های محیطی شامل گرد و غبار و کثیفی مانع شده و خاصیت آبگریزی هم فراهم می ­کنند.
این مواد با عنایت به خاصیت آنتی استاتیک می توانند روی سطوح با ابعاد بسیار ریز نانومتری نفوذ کرده و آنها را با ایجاد رشته­ های به هم پیوسته، به الیاف دستمال منتقل کنند. ازاین رو جرم های بسیار ریز غیر قابل رویت، در ابعاد نانو از روی سطوح پاک می شوند. نانو مواد به صورت اسپری نانو حالا در بازار موجود بوده و هر فردی می تواند آن را تهیه و استفاده نماید.
آینه های خودرو
آینه ها در صنعت خودرو کمی متفاوت با دیگر آینه ها هستند و خصوصیت های خاص خویش را دارند. همچون خصوصیت های شیشه آینه های جانبی خودرو، کوژ (محدب) بودن آن است. این خصوصیت سبب می شود بیننده، در مقایسه با زمانی که از آینه های تخت و کاو (مقعر) استفاده می نماید، زاویه دید بیشتری داشته باشد و گستره وسیع تری را ببیند.
منسوخ شدن پوشش جیوه ای به دلیل معایب و مشکلات زیست محیطی و استفاده از ماده کروم برای تبدیل شیشه به آینه هم از دیگر مواردی است که در صنعت تولید آینه های جانبی خودرو حائز اهمیت می باشد. همینطور در آینه های جانبی خودرو پوشش دهی نه در پشت آینه، بلکه بر روی آن انجام می گیرد. علت این امر این است که پوشش دهی بر پشت آینه باعث ایجاد دوبینی برای راننده شده و احتمال بروز حادثه را زیاد می کند.
همچنین آنچه این محصول را تبدیل به محصول نانویی با قابلیت های خاص کرده، استفاده از شیوه اسپاترینگ، بعنوان یک سیستم پوشش دهی تحت خلأ در لایه نشانی ماده کروم بر روی شیشه است. با استفاده از این روش، لایه نشانی با جای گذاری تک تک اتم های کروم صورت می گیرد و در نتیجه ضخامت لایه بوجود آمده خیلی کم خواهد بود. این محصول که مورد تأیید ستاد توسعه فناوری نانو بوده حالا در بازار موجود است و تاییدیه نانو مقیاس را دریافت کرده است.
اسپری آبگریز کننده سطوح رنگ شده
تمیزکاری بدنه خودرو ها با استفاده از آب روش رایج اما هزینه بر است. جایگزین مناسبی برای این روش­ها، اعمال پوشش­هایی با خاصیت آبگریزی است. اعمال این پوشش­ها باعث عدم چسبندگی ذرات آب بر روی سطح و همینطور جدایش ذرات خاک یا کثیفی توسط قطرات آب از روی سطح می­ شود.
استفاده از پوشش­های کلوئیدی حاوی نانو ذرات سبب ایجاد زاویه تماس بسیار زیاد (معمولا بیشتر از ۱۰۰ درجه) و همینطور انرژی سطحی پایین و کاهش خاصیت موئینگی بین قطره آب و سطح و ایجاد شکل کروی در قطره می شود که در نتیجه قطره به راحتی روی سطح حرکت می­ کند. در نتیجه از ایجاد لکه روی سطح ممانعت شده و دیگر نیازی به شستشوی مداوم و استفاده از شوینده های اسیدی نیست و همینطور از مات شدن یا کدر شدن سطوح رنگ شده جلوگیری می شود.
فیلتر هوای نانویی
تصفیه و جداسازی ذرات معلق از هوا در کاربردهای مختلف دارای اهمیت است. در موتورهای احتراقی پیشگیری از ورود ذرات به محفظه موتور بر بازده موتور و میزان مصرف سوخت اثرگذار می باشد.
استفاده از نانو الیاف باهدف بهبود کارایی فیلترهای هوا بویژه در تصفیه ذرات معلق با اندازه کمتر از یک میکرومتر توسعه فراوانی یافته است. نانو الیاف اضافه شده روی سطح فیلتر از یک سو باعث کاهش اندازه حفرات فیلتر شده و از جانب دیگر سطح مؤثر بالایی را برای جذب ذرات فراهم می­ کند. ارتقای راندمان فیلتراسیون از راه کاهش اندازه سوراخ ها، افزایش عمر فیلتر با بهره گیری از فیلتراسیون سطحی و کاتالیست اگزوز خودرو کاهنده آلودگی هوا از خصوصیت های این نانو فیلتر به حساب می آید.
روغن موتور بادوام روانکارها با عنایت به قابلیت هایی همچون ممانعت از سایش، کم کردن اصطکاک و همینطور تحمل بار و دمای بالا در صنایع مختلفی همچون ادوات انتقال، توربین، کمپرسور و تجهیزات نفتی استفاده می شوند. هم اکنون، بیشترین استفاده از روانکارها مربوط به موتورهای گازوئیلی، دیزلی و گاز طبیعی است. در سالیان اخیر در ساخت روغن موتورها از افزودنی های حاوی سولفور و فسفر استفاده می شد که مشکلات زیست محیطی هم به همراه داشتند.
با توجه به استفاده از نانوفناوری در صنایع در سال های اخیر، گروهی از انواع افزودنی های نانومتری برای روانکارها پا به عرصه ظهور گذاشته اند. نانومواد بعنوان افزودنی مکمل روغن، می توانند باعث کاهش میزان گشتاور، ضریب اصطکاک موتور و سایش شوند. از مهمترین تأثیرات مصرف این نوع افزودنی ها بعنوان مکمل روغن موتور خودرو می توان به مواردی چون کاهش مصرف سوخت، بهبود عملکرد و افزایش عمر موتور خودرو اشاره نمود. مواد نانوساختار همینطور می توانند با ورود به حفرات سطح سبب ترمیم و یا پرشدن آنها شوند.
روغن موتورهای نانو نسبت به روغن موتورهای معمولی دوام بالاتری دارند و به علت اینکه در آن از نانوذرات استفاده شده سبب می شود قطعات موتور روان تر کار کنند و وقتی روان تر کار کنند اصطکاک کمتر و مصرف سوخت کمتر می شود

اکسپندر باتریهای خودرو
باتری خودرو یک باتری قابل شارژ است که جریان الکتریکی را برای یک وسیله نقلیه موتوری تأمین می کند. در طول سال هایی که محققان عملکرد باتری را بهینه کرده اند، دغدغه تکنیکی اصلی کار با باتری تأمین نیرو، تماس پیوسته و برهمکنش واکنشگرها با مواد الکترود و الکترولیت است. این امر به تأمین مقدار کافی اسید، مواد فعال با مساحت سطحی بالا، تماس خوب بین ذرات مواد فعال (به طور ویژه در ورقه های مثبت که تمایل به انبساط در طول چرخه شارژ- دشارژ دارند) و به حداقل رساندن اثرات عایق PbSO۴ نیازمند است.
مهم ترین دغدغه، محدودیت باتری سرب-اسید است که به واسطه واکنش پایه بین الکترودهای مثبت و منفی اتفاق می افتد و مانع انتقال سریع الکترون می شود. فناوری نانو تمامی شرایط فوق را به منظور عملکرد بهتر باتری تأمین کرده و محدودیت های این باتری ها را با تولید ماده الکترود با مساحت سطح فعال زیاد و بازدهی بالا برطرف می کند.
افزدونی نانویی خنک کننده آب رادیاتور
امروزه با عنایت به احتیاج به کاهش ابعاد سیستم های انتقال حرارت در وسایل نقلیه از یک طرف و همینطور احتیاج به افزایش نرخ انتقال حرارت از سوی دیگر، سیستم های انتقال حرارت با راندمان بالا مورد توجه ویژه ای قرار دارند.
ضریب هدایت حرارتی پایین سیالات رایج انتقال حرارت مانند آب در مقایسه با فلزات، مانع اصلی در کوچکسازی مبدل های حرارتی است. برای رسیدن به این هدف، دو رویکرد افزایش سطح موثر مبدل ها و همینطور افزایش ضریب هدایت حرارتی سیال در نظر گرفته شده اند. نانو سیال ها از پراکنده شدن ذرات نانویی در یک سیال پایه بوجود می آیند. بواسطه این ذرات، ضریب انتقال حرارت سیال پایه به میزان قابل توجهی افزایش یافته و در مصرف انرژی صرفه جویی به عمل خواهد آمد.
تحقیقات نشان داده است که میزان افزایش انتقال نانو سیال ها به پارامترهای متفاوتی از قبیل درصد افزودن نانو ذرات، جنس آنها، ابعاد ذرات نانویی و… بستگی دارد.
محلول شوینده موتور خودرو بدون استفاده از آب
موتور خودرو هم مانند هر چیز دیگری وقتی تمیز باشد بهتر کار می کند ولی تمیزکردن موتور مانند شستن سایر قسمت های خودرو نیست. همه ما یک موتور تمیز و خشک را دوست داریم و هر از گاهی با آب آنرا شست و شو می دهیم ولی از جانب دیگر یک مشکل وجود دارد.
پیشرفت خودرو ها و پیچیدگی مدارات الکترونیکی در آنها، همگی خواهان تغییر روش تمیز کردن موتور و اجزای برقی آن شده است. در همین راستا محققان توانسته اند محصولی با فناوری نانو تولید کنند که پایه آب دارد و بوسیله نانو ذرات آلودگی موتورخودرو را تمیز می کند. با استفاده از این محصول دیگر احتیاج به مصرف آب هم نیست و با عنایت به خاصیت آنتی استاتیک از تجمع گرد و غبار بر روی موتور خودرو جلوگیری می شود.
سره الکترود نقطه جوش کاربردی در خط تولید خودرو
هر جا که جوشکاری نیاز داشته باشد احتیاج به یک سری الکترود داریم؛ محققان ما موفق شدند که این الکترودها را با فناوری نانو بر پایه ان مس الومینا به تولید برسانند. این الکترودها اگر در خطوط جوشکاری خودرو استفاده شوند، مصرف الکترودها را دو سوم می کاهد و علاوه بر این، جوشکاری روند بهتری خواهد داشت؛ اگر در روند کلی تولید خودرو سره های جوش مشکلی داشته باشند روند تولید آن خط تولید را تحت تاثیر قرار می دهد. استفاده از سره های نانویی می تواند مشکل خط تولید را کم کند چونکه توقف در خط تولید هزینه های تولید کننده را زیاد می کند.
سره الکترود نقطه جوش از نانو کامپوزیت آرترود در انواع مختلف نری و مادگی به صورت عمده با روش فورج سرد و در بعضی موارد با ماشین کاری ساخته شده است. دقت و ثبات ابعادی محصولات با استفاده از قالب کاربید دقیق تضمین شده است. سینی فن خودرو
پلی پروپیلن به علت ارزان قیمت بودن و دارا بودن خواص مکانیکی و قالب شدن عالی بیشتر از نصف مواد به کار رفته در خودرو را به خود اختصاص می دهد. توسعه ترکیبات پلی پروپیلن در کاربردهای خودرو با عملکرد بهبودیافته رزین های پلی پروپیلن بیشتر مورد حمایت قرار گرفته اند. فیلرهای غیرآلی به منظور بهبود عملکرد پلی پروپیلن، به آنها اضافه می شوند. استقامت ضربه در این ترکیبات با پراکنده کردن نانوذرات درون ماتریس آنها افزایش می یابد. این محصول بعنوان یک کامپاند پلی پروپیلن حاوی نانوذرات شناخته می شود. اضافه کردن نانوذرات استقامت ضربه آنرا افزایش و میزان ازدیاد طول آنرا به میزان قابل توجهی می کاهد و به صورت خاص برای تولید سینی فون خودرو استفاده می شود.