تولید تایرهای مقاوم و کم مصرف تر نانو وارد جاده شد
به گزارش بیست و یکم، ورود فناوری نانو به صنعت تایرسازی، مسیر توسعه نسل جدیدی از تایرها را هموار کرده است؛ محصولاتی که می توانند همزمان چندین خصوصیت کلیدی تایر را بهبود دهند.
به گزارش بیست و یکم به نقل از ستاد نانو، کاهش مقاومت غلتشی و به دنبال آن کاهش مصرف سوخت، افزایش مقاومت در مقابل سایش، پارگی و حرارت، بهبود چسبندگی در سطوح خشک و مرطوب و کاهش وزن تایر، از مهم ترین مزایایی است که برای این فناوری مطرح گردیده است. شرکت های بزرگ تایرسازی جهان همچون بریجستون (Bridgestone)، یوکوهاما (Yokohama)، گودیر (Goodyear) و ویتوریا (Vittoria) نیز توسعه محصولات مبتنی بر نانومواد را دنبال کرده اند. در ایران نیز شرکت هایی مانند کویر تایر و گروه صنعتی بارز در راه استفاده از فناوری نانو در تولید تایر حرکت کرده اند؛ روندی که با افزایش تقاضا برای خودرو های کم مصرف و تشدید الزامات زیست محیطی می تواند اهمیت بیشتری پیدا کند.
تایر یکی از معدود اجزای خودرو است که به صورت مستقیم و مستمر با سطح جاده در تماس قرار دارد و از همین رو، خصوصیت های آن تاثیر قابل توجهی بر ایمنی، عملکرد، مصرف سوخت و حتی هزینه های نگهداری خودرو دارد. در سالیان اخیر، گسترش فناوری نانو فرصت جدیدی برای بازطراحی ساختار و ترکیب مواد مورد استفاده در تایرها به وجود آورده است؛ فرصتی که می تواند به تولید تایرهایی سبک تر، مقاوم تر و کم مصرف تر منجر شود.
در تولید تایر، خصوصیت های فیزیکی و شیمیایی مواد نقش تعیین کننده ای در عملکرد محصول نهائی دارند. استفاده از نانومواد می تواند این خصوصیت ها را در مقیاس بسیار کوچک تغییر دهد و سرانجام، عملکرد تایر را در مقیاس کاربردی ارتقا دهد. نانولوله های کربنی، گرافن، نانوذرات سیلیکا، نانورس و نانوذرات الماس همچون موادی هستند که در این عرصه مورد توجه قرار گرفته اند.
یکی از مهم ترین مزایای استفاده از فناوری نانو در تایرسازی، امکان کاهش مقاومت غلتشی است. تایر هنگام حرکت خودرو دائماً تغییر شکل می دهد و قسمتی از انرژی خودرو در اثر همین تغییر شکل و اصطکاک تلف می شود. کاهش مقاومت غلتشی می تواند میزان انرژی مورد نیاز برای حرکت خودرو را کاهش داده و در خودرو های احتراقی به کاهش مصرف سوخت منجر شود. همین خصوصیت در خودرو های برقی نیز اهمیت دارد، برای اینکه کاهش مقاومت غلتشی می تواند به افزایش بهره وری انرژی و بنابراین افزایش مسافت قابل پیمایش کمک نماید.
از سوی دیگر، نانومواد می توانند ساختار تایر را در مقابل عوامل فرساینده مقاوم تر کنند. افزایش مقاومت در مقابل سایش، پارگی و حرارت می تواند طول عمر تایر را افزایش دهد و تعداد دفعات تعویض آنرا کم کند. این مورد علاوه بر کاهش هزینه های مصرف کننده، از نظر زیست محیطی نیز اهمیت دارد؛ برای اینکه افزایش عمر محصول می تواند به کاهش حجم تایرهای مستعمل و مصرف مواد اولیه برای تولید تایرهای جدید کمک نماید.
یکی دیگر از حوزه های مهم کاربرد نانومواد، بهبود چسبندگی تایر با سطح جاده است. ترکیب مناسب مواد نانوساختار می تواند خصوصیت های سطحی و مکانیکی تایر را بهبود دهد و عملکرد آنرا در وضعیت مختلف جاده ای ارتقا بخشد. این مورد خصوصاً در مسیرهای مرطوب که حفظ چسبندگی اهمیت بیشتری دارد، می تواند در ارتقاء ایمنی خودرو مؤثر باشد.
کاهش وزن؛ مزیت دیگر نانومواد
کاهش وزن تایر نیز یکی دیگر از اهدافی است که فناوری نانو می تواند در دستیافتن به آن نقش داشته باشد. برخی نانومواد، همچون نانورس، امکان کاهش ضخامت قسمتهایی از ساختار تایر را بدون افت قابل توجه در عملکرد فراهم می کنند. کاهش وزن تایر در کنار کاهش مقاومت غلتشی، می تواند به بهبود بهره وری خودرو کمک نماید.
این مجموعه مزایا سبب شده است فناوری نانو به یکی از زمینه های مورد توجه در توسعه تایرهای نسل جدید تبدیل شود؛ محصولاتی که هدف آنها صرفا افزایش دوام نیست، بلکه باید مجموعه ای از الزامات شامل عملکرد، ایمنی، بهره وری انرژی و الزامات زیست محیطی را به صورت هم زمان پاسخ دهند.
سرمایه گذاری شرکت های بزرگ تایرسازی در فناوری نانو
گسترش این فناوری تنها به مراکز تحقیقاتی محدود نمانده و تعدادی از شرکت های بزرگ صنعت تایر نیز در سالیان اخیر به شکل جدی روی استفاده از نانومواد و فناوری های نانویی سرمایه گزاری نموده اند.
بریجستون (Bridgestone) با گسترش فناوری NanoPro-Tech، استفاده از فناوری نانو را برای بهبود خصوصیت های تایر دنبال کرده است. این فناوری با هدف دستیافتن به تلفیقی از چسبندگی مناسب و مقاومت غلتشی پایین توسعه یافته و می تواند به افزایش بازدهی سوخت خودرو کمک نماید.
یوکوهاما (Yokohama) نیز توسعه تایرهای مبتنی بر نانوذرات را برای ارتقاء عملکرد محصولات خود در وضعیت مختلف جاده ای دنبال کرده است. استفاده از نانومواد در این محصولات با هدف بهبود خصوصیت های فنی تایر و افزایش عملکرد آن در وضعیت متفاوت به انجام می رسد.
در گودیر (Goodyear) نیز گرافن بعنوان یکی از مواد مورد توجه قرار گرفته است. استفاده از نانوذرات گرافن می تواند به افزایش استواری ساختار تایر و کاهش مصرف سوخت کمک نماید. گرافن به سبب استواری مکانیکی بالا و خصوصیت های منحصربه فرد خود، یکی از نانومواد مهم در توسعه مواد پیشرفته شمرده می شود.
در حوزه تایرهای دوچرخه نیز ویتوریا (Vittoria) به استفاده از نانوگرافن روی آورده است. تایرهای تولیدشده با این رویکرد با هدف افزایش چسبندگی و کاهش میزان سایش توسعه یافته اند و نشان می دهند کاربرد نانومواد به تایر خودرو محدود نیست و می تواند قشر بزرگی از محصولات حمل و نقل را دربرگیرد.
حرکت صنعت تایر ایران به سمت نانوساختارها
فناوری نانو در صنعت تایر ایران نیز مورد توجه قرار گرفته و چندین شرکت داخلی فعالیتهایی را جهت استفاده از نانومواد در تولید تایر دنبال کرده اند. کویر تایر همچون شرکت هایی است که در ساختار داخلی تایر از نانورس بهره برده است. استفاده از این ماده امکان کاهش ضخامت قسمتهایی از تایر را فراهم آورده و در نهایت می تواند به کاهش وزن محصول و کاهش مصرف سوخت خودرو کمک نماید.
گروه صنعتی بارز نیز در حوزه توسعه تایرهای نانوساختار فعالیت نموده و از نانوذرات سیلیکا برای بهبود مقاومت سایشی و کاهش هزینه تولید بهره برده است. سیلیکا یکی از مواد مهم در صنعت تایر است و استفاده از آن در ابعاد نانومتری می تواند امکان کنترل دقیق تر برخی خصوصیت های مکانیکی و عملکردی لاستیک را فراهم آورد.
توسعه این محصولات در داخل کشور می تواند از یک سو به ارتقاء فناوری تولید تایر و از طرفی به افزایش توان رقابتی صنعت تایر ایران کمک کند؛ خصوصاً در شرایطی که بازار جهانی خودرو بسمت کاهش مصرف انرژی، افزایش بهره وری و کاهش اثرات زیست محیطی حرکت می کند.
بازار جهانی در راه رشد
گزارش های بین المللی نیز از رشد بازار تایرهای مبتنی بر تکنولوژی نانو حکایت دارند. برمبنای پیشبینی های طرح شده، بازار جهانی این محصولات تا سال ۲۰۲۶ با نرخ رشد مرکب سالانه (CAGR) حدود ۴ درصد گسترش خواهد یافت.
در این میان، کشورهای شرق آسیا، خصوصاً چین و ژاپن، از مهم ترین تولیدکنندگان و فعالین حوزه تایرهای مبتنی بر تکنولوژی نانو محسوب می شوند. حضور چشمگیر این کشورها در زنجیره ساخت خودرو، مواد پیشرفته و فناوری نانو، زمینه مناسبی برای توسعه کاربرد نانومواد در صنعت تایر به وجود آورده است.
از سوی دیگر، افزایش تقاضا برای خودرو های کم مصرف و تشدید مقررات محیط زیست، خودروسازان و تایرسازان را بسمت استفاده از فناوری هایی سوق داده است که بتوانند بدون کاهش ایمنی و عملکرد، مصرف انرژی و اثرات زیست محیطی را کاهش دهند. تایرهای نانویی می توانند قسمتی از این راهکار فناورانه باشند.
در مجموع، ورود فناوری نانو به صنعت تایرسازی را نمی توان صرفا یک تغییر در مواد اولیه تلقی نمود. این فناوری می تواند هم زمان بر مصرف سوخت، دوام، چسبندگی، وزن، ایمنی و هزینه های نگهداری تاثیر بگذارد. افزایش عمر تایر نیز می تواند مصرف مواد اولیه و تولید پسماند را کم کند و از این منظر، مزایایی فراتر از عملکرد خودرو ایجاد نماید.
با افزایش سرمایه گذاری در توسعه نانومواد و حرکت بازار خودرو بسمت محصولات کم مصرف تر و پایدارتر، انتظار می رود تایرهای مبتنی بر تکنولوژی نانو سهم بیشتری از بازار را به خود اختصاص دهند. در صورت تداوم روند توسعه و تجاری سازی، این فناوری می تواند از یک راهکار نوآورانه به یکی از استانداردهای مهم آینده صنعت تایرسازی تبدیل گردد و نقش مؤثری در افزایش بهره وری انرژی، کاهش هزینه ها و ارتقاء پایداری صنعت حمل و نقل ایفا کند.
منبع: بیست و یكم
این مطلب بیست و یکم را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان قرن بیست و یکم در مورد این مطلب