试论纳米技术在汽车研发中的应用

张奥

摘 要：汽车产业的发展十分依赖于材料与技术之发展。当前纳米技术在汽车研发中的运用已成为全球性的潮流，而且也为新技术的诞生与发展打下了强大的基础。从上个世纪八十年代以来，纳米技术在材料学、化学以及机械等领域得到了极大的应用。当前纳米技术生产的产品均处在更新换代的新时期，而且逐步进入到汽车研发之中。本文在对纳米技术进行概述的基础上，论述了纳米技术对于汽车研发的积极作用，并阐述了纳米技术在汽车研发中的主要运用方式。

关键词：纳米技术；汽车；研发

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.032

近年来我国汽车业得到了非常快的发展。截止2015年，我国就已建立健全了汽车的标准体系。所以说，汽车行业要想得到更快的发展，必然难以离开对技术加以创新，如此一来，随着纳米技术的持续发展，也推动着我国汽车行业实现新的发展。这样一来，即可发现纳米技术之运用能够促进汽车行业取得更大的发展。纳米技术可运用到汽车的诸多部位，比如，底盘、轮胎或者车体等。直到现代，我国依然在深入研究怎样更为高效地运用纳米技术以实现汽车的研发进程。

1 纳米技术概述

所谓纳米材料，主要是由金属、金属化合物、无机物或者聚合纳米微颗粒通过压制、烧结或者溅射产生的材料。因为颗粒的大小属于纳米级，所以表面原子之比例相当大，通常达到了总原子数的一半左右。恰恰是因为这一特殊的结构，让纳米材料自身具备了量子的尺寸和界面无序性等特性，让材料具有了比传统材料更好的突出特点，如今已发展为材料科学研究的前沿以及热点问题。我国汽车产业的研发工作就十分依赖于材料科学的进展与运用。比如，纳米材料的界面就具备了无序性的特点，导致表面活性相当高，所以能够制为各类高性能催化剂。同时，因为纳米粒子的尺寸比可见光波长更短，所以纳米材料能够展现出较好的透明度以及光泽度，在汽车工业中会有极大的用途。

2 纳米技术对于汽车研发的积极作用

任何一门学科均不是孤立存在的。纳米技术与别的技术比较起来，其所牵涉到的范围更广。近年来在电子学、材料学、医学、汽车甚至国防领域均有其存在的印迹，且成果很大，特别是在汽车研发之中，纳米技术已经逐步发展为新、旧科技的联结点与孵化器。具体来说，纳米技术对于汽车研发主要有以下积极作用：

（1）纳米技术能够广泛应用于汽车生产过程之中。纳米技术几乎能够运用到汽车的所有位置，包括内装、车身、动力与传动系统、行驶系统等。材料的类别非常多，包括了纳米塑料、纳米陶瓷、纳米涂料以及纳米橡胶等。如纳米材料能够提升车身的钢板结构，纳米涂料能够让车漆更加光亮。这些材料都具有非常强的物理性能，对汽车的安全环保等具有非常大的帮助。

（2）纳米技术能够降低汽车零部件出现的损耗率。机械零部件在经过了长时间的使用之后，极易阐述磨损与腐蚀，从而导致相当大的经济损失。纳米润滑剂能够使用自身极好的摩擦特点，把粒子使用合理方式和油液加以混合，产生悬浮液之后在运用吸附、游离或者扩散等方式形成保护膜。

（3）纳米技术有效能够减少尾气污染的排放量。大气污染已经成为全球各国均高度重视与抓紧解决的重要课题。那些超标的二氧化硫、一氧化碳以及氮氧化物等一旦在大气中进行扩散与蔓延，就会极大地影响到人类的身心健康。碳纳米管和纳米汽油等各类新型纳米材料以及技术之运用，能較好地缓解与解决有害气体产生污染的问题，从而极大地净化空气。

3 纳米技术在汽车研发中的主要运用方式

（1）在汽车涂料中的运用。汽车的外表层不仅要美观，而且更加重要的是要应当具有耐久性、水蒸气和各类空气之中的原子分子反应所具有的性能。具体来说，纳米技术在汽车涂料中有以下应用：一是纳米面漆。汽车的面漆是对其质量所进行的一种直观性评价，不仅能决定汽车是否美观，而且还会直接地影响到我国汽车市场的实际竞争力。因此，汽车面漆不仅应当具备极好的装饰性，而且还应当具备极好的耐久性，也就是要能够抵抗紫外线、水分、酸雨以及抗划痕等性能。纳米涂料能够切实满足以上要求。纳米颗粒被分散至有机聚合物的骨架之中，能够提升材料韧性以及别的机械性能。将纳米高岭土作为所需填料，所制成的复合材料不但透明，而且还具备吸收紫外线的特点，同时还可提升热稳定性。二是碰撞变色涂料。这是为了更好地防范汽车碰撞之后产生隐患。该种涂料内含微型胶囊，其内装有染料，所以涂了这类涂料的汽车，如果外壳遭遇强力碰撞，胶囊会在瞬间破裂并释放出染料，让受碰撞的部位颜色快速变为指定色，从而引起人们的重视。当前汽车外壳之上的油漆在受撞之后并不会变颜色，仅仅是外观上稍有变化，如此其内部创伤并不容易被发现而出现隐患。在运用了碰撞变色涂料之后，还可依据变色状况对撞伤位置加以修复，从而去除隐患。三是抗石击涂料。汽车车体最为接近地面的那部分，往往会受到各类飞溅起来的碎石和瓦砾的冲击，因而最好是运用具有较强抗石击性的防护性涂料。在汽车窗导槽这些容易被摩擦而遭受损失的部位，应当运用摩擦系数比较低的涂料。可以在汽车涂料之中增加纳材料以提升涂层具有的强度，进而提升耐磨性。四是除臭涂料。新车通常存在异味，主要是汽车装饰材料当中树脂添加剂含有的挥发性物质。纳米材料具备了非常强的抗菌、消臭、吸附等功能，所以将一些纳米微粒作为载体，可以吸附相关的抗菌离子，从而形成脱臭涂料，以实现杀菌和抗菌之目的。

（2）在汽车烤漆中的运用。汽车烤漆一旦出现剥落和老化，就会极大地影响到汽车的美观度，老化又是其中很难加以控制的。影响汽车烤漆老化的因素是多种多样的，最为重要的应当属于太阳光之中的紫外线。紫外线易导致材料分子链出现断裂，会造成材料性能出现老化，以至于高分子塑料与有机涂料容易出现老化。由于紫外线会造成涂层当中的成膜物质也就是分子链会出现断裂，产生十分活泼的游离基，进而就会造成整个成膜物质分子链出现分解，最后会造成涂层出现老化和变质。对于有机涂层来说，因为紫外线具备了极强的侵蚀性，所以如果能够避开其作用，就能极大地提升烤漆耐老化之性能。当前，最具遮蔽紫外线效用的材料当属纳米TIOZ，其对紫外线所实施的屏蔽主要是散射，通过理论可推导出该材料的粒径在65至130nm间对紫外线散射具有最好的效果。

（3）在汽车橡胶轮胎中的运用。在汽车轮胎橡胶生产过程之中，橡胶助剂中的绝大多数呈粉体状，比如，炭黑和白炭黑之类的补强填充剂与促进剂等。对于粉体状物质来说，实现纳米化可以说是目前这一时期十分重要的发展趋势。实际上，纳米材料与橡胶工业本来就具有相当密切的联系。绝大多数粉体状橡胶助剂的粒径均处于纳米材料的范围之内，或者是接近于纳米材料的范围。比如，炭黑的粒径大约是11至500nm，而白炭黑的粒径则处于1至110nm之间。我国在橡胶类产品的生产过程中运用纳米材料，是从上个世纪初叶开始使用炭黑补强起步的，到了上个世纪四十年代，开始使用纳米白炭黑以补强橡胶轮胎。当前，全球知名轮胎制造企业都在逐步用白炭黑取代炭黑来制造绿色、节能轮胎。

4 结束语

综上所述，自从纳米技术被挖掘出来之后，被大量运用到诸多领域之中，特别是能够应用到汽车研发之中，更是发挥了促进汽车工业发展的重大价值。如今，纳米材料的运用为我国汽车行业的可持续发展作出了积极贡献。笔者坚信，纳米技术必然会在今后的汽车产业发展中产生更大的价值、发挥更大的作用。

参考文献：

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[2]孙永泰.纳米技术与汽车的结合[J].时代汽车，2009（01）.

[3]燕来荣.纳米技术拓展汽车产品的新天地[J].汽车工程师，2010（02）.endprint