基于纳米结构及先进材料设计的节油轮胎



基于纳米结构及先进材料设计的节油轮胎

基于纳米技术、计算机断层扫描以及材料科学方法开发了三维纳米分层结构的轮胎，减小了20%的滚动阻力，并对其滚动阻力与磨损的关系进行了研究。新材料轮胎的开发应该考虑环境、资源和安全3个方面的问题，以满足市场的需求。正常驾驶过程中，轮胎滚动阻力消耗的燃料能量可达到13%，这意味着降低30%的轮胎滚动阻力可以提高4%的燃油效率。

普利司通公司从2007年开始就应用了先进的NanoPro轮胎材料技术，并启动了“新能源产业技术综合开发机构的纳米技术挑战项目（NEDO）”。NEDO计划的重点是进行轮胎化合物与三维纳米分层架构的设计，以使轮胎达到最省油的效果。这不仅降低了滚动阻力，同时也解决了滚动阻力与磨损性能权衡的问题。该计划的目标是减小20%的轮胎滚动阻力，以及提高轮胎耐磨性能。与普利司通省油轮胎B381进行比较，新材料轮胎的设计将降低40%的能量损失以及25%的磨损率。三维纳米分层结构的设计分为3个部分：10nm交叉连接、100nm分散填料、100nm聚合混合物。

通过计算科学及成像技术设计和控制纳米结构，进行100～1000nm范围内材料的纳米性能的有限元分析，模拟纳米材料的力学行为，确认“纳米结构”图像。纳米结构的模拟仿真给出了先进轮胎的设计思路。

刊名：ATZ worldwide（英）

刊期：2013年第12期

作者：Akutagawa K et al

编译：尹秋