基于納米結構及先進材料設計的節油輪胎

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基于納米結構及先進材料設計的節油輪胎

基于納米技術、計算機斷層掃描以及材料科學方法開發了三維納米分層結構的輪胎，減小了20%的滾動阻力，并對其滾動阻力與磨損的關系進行了研究。新材料輪胎的開發應該考慮環境、資源和安全3個方面的問題，以滿足市場的需求。正常駕駛過程中，輪胎滾動阻力消耗的燃料能量可達到13%，這意味著降低30%的輪胎滾動阻力可以提高4%的燃油效率。

普利司通公司從2007年開始就應用了先進的NanoPro輪胎材料技術，并啟動了“新能源產業技術綜合開發機構的納米技術挑戰項目（NEDO）”。NEDO計劃的重點是進行輪胎化合物與三維納米分層架構的設計，以使輪胎達到最省油的效果。這不僅降低了滾動阻力，同時也解決了滾動阻力與磨損性能權衡的問題。該計劃的目標是減小20%的輪胎滾動阻力，以及提高輪胎耐磨性能。與普利司通省油輪胎B381進行比較，新材料輪胎的設計將降低40%的能量損失以及25%的磨損率。三維納米分層結構的設計分為3個部分：10nm交叉連接、100nm分散填料、100nm聚合混合物。

通過計算科學及成像技術設計和控制納米結構，進行100～1000nm范圍內材料的納米性能的有限元分析，模擬納米材料的力學行為，確認“納米結構”圖像。納米結構的模擬仿真給出了先進輪胎的設計思路。

刊名：ATZ worldwide（英）

刊期：2013年第12期

作者：Akutagawa K et al

編譯：尹秋