試論納米技術在汽車研發中的應用

張奧

摘 要：汽車產業的發展十分依賴于材料與技術之發展。當前納米技術在汽車研發中的運用已成為全球性的潮流，而且也為新技術的誕生與發展打下了強大的基礎。從上個世紀八十年代以來，納米技術在材料學、化學以及機械等領域得到了極大的應用。當前納米技術生產的產品均處在更新換代的新時期，而且逐步進入到汽車研發之中。本文在對納米技術進行概述的基礎上，論述了納米技術對于汽車研發的積極作用，并闡述了納米技術在汽車研發中的主要運用方式。

關鍵詞：納米技術；汽車；研發

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

近年來我國汽車業得到了非常快的發展。截止2015年，我國就已建立健全了汽車的標準體系。所以說，汽車行業要想得到更快的發展，必然難以離開對技術加以創新，如此一來，隨著納米技術的持續發展，也推動著我國汽車行業實現新的發展。這樣一來，即可發現納米技術之運用能夠促進汽車行業取得更大的發展。納米技術可運用到汽車的諸多部位，比如，底盤、輪胎或者車體等。直到現代，我國依然在深入研究怎樣更為高效地運用納米技術以實現汽車的研發進程。

1 納米技術概述

所謂納米材料，主要是由金屬、金屬化合物、無機物或者聚合納米微顆粒通過壓制、燒結或者濺射產生的材料。因為顆粒的大小屬于納米級，所以表面原子之比例相當大，通常達到了總原子數的一半左右。恰恰是因為這一特殊的結構，讓納米材料自身具備了量子的尺寸和界面無序性等特性，讓材料具有了比傳統材料更好的突出特點，如今已發展為材料科學研究的前沿以及熱點問題。我國汽車產業的研發工作就十分依賴于材料科學的進展與運用。比如，納米材料的界面就具備了無序性的特點，導致表面活性相當高，所以能夠制為各類高性能催化劑。同時，因為納米粒子的尺寸比可見光波長更短，所以納米材料能夠展現出較好的透明度以及光澤度，在汽車工業中會有極大的用途。

2 納米技術對于汽車研發的積極作用

任何一門學科均不是孤立存在的。納米技術與別的技術比較起來，其所牽涉到的范圍更廣。近年來在電子學、材料學、醫學、汽車甚至國防領域均有其存在的印跡，且成果很大，特別是在汽車研發之中，納米技術已經逐步發展為新、舊科技的聯結點與孵化器。具體來說，納米技術對于汽車研發主要有以下積極作用：

（1）納米技術能夠廣泛應用于汽車生產過程之中。納米技術幾乎能夠運用到汽車的所有位置，包括內裝、車身、動力與傳動系統、行駛系統等。材料的類別非常多，包括了納米塑料、納米陶瓷、納米涂料以及納米橡膠等。如納米材料能夠提升車身的鋼板結構，納米涂料能夠讓車漆更加光亮。這些材料都具有非常強的物理性能，對汽車的安全環保等具有非常大的幫助。

（2）納米技術能夠降低汽車零部件出現的損耗率。機械零部件在經過了長時間的使用之后，極易闡述磨損與腐蝕，從而導致相當大的經濟損失。納米潤滑劑能夠使用自身極好的摩擦特點，把粒子使用合理方式和油液加以混合，產生懸浮液之后在運用吸附、游離或者擴散等方式形成保護膜。

（3）納米技術有效能夠減少尾氣污染的排放量。大氣污染已經成為全球各國均高度重視與抓緊解決的重要課題。那些超標的二氧化硫、一氧化碳以及氮氧化物等一旦在大氣中進行擴散與蔓延，就會極大地影響到人類的身心健康。碳納米管和納米汽油等各類新型納米材料以及技術之運用，能較好地緩解與解決有害氣體產生污染的問題，從而極大地凈化空氣。

3 納米技術在汽車研發中的主要運用方式

（1）在汽車涂料中的運用。汽車的外表層不僅要美觀，而且更加重要的是要應當具有耐久性、水蒸氣和各類空氣之中的原子分子反應所具有的性能。具體來說，納米技術在汽車涂料中有以下應用：一是納米面漆。汽車的面漆是對其質量所進行的一種直觀性評價，不僅能決定汽車是否美觀，而且還會直接地影響到我國汽車市場的實際競爭力。因此，汽車面漆不僅應當具備極好的裝飾性，而且還應當具備極好的耐久性，也就是要能夠抵抗紫外線、水分、酸雨以及抗劃痕等性能。納米涂料能夠切實滿足以上要求。納米顆粒被分散至有機聚合物的骨架之中，能夠提升材料韌性以及別的機械性能。將納米高嶺土作為所需填料，所制成的復合材料不但透明，而且還具備吸收紫外線的特點，同時還可提升熱穩定性。二是碰撞變色涂料。這是為了更好地防范汽車碰撞之后產生隱患。該種涂料內含微型膠囊，其內裝有染料，所以涂了這類涂料的汽車，如果外殼遭遇強力碰撞，膠囊會在瞬間破裂并釋放出染料，讓受碰撞的部位顏色快速變為指定色，從而引起人們的重視。當前汽車外殼之上的油漆在受撞之后并不會變顏色，僅僅是外觀上稍有變化，如此其內部創傷并不容易被發現而出現隱患。在運用了碰撞變色涂料之后，還可依據變色狀況對撞傷位置加以修復，從而去除隱患。三是抗石擊涂料。汽車車體最為接近地面的那部分，往往會受到各類飛濺起來的碎石和瓦礫的沖擊，因而最好是運用具有較強抗石擊性的防護性涂料。在汽車窗導槽這些容易被摩擦而遭受損失的部位，應當運用摩擦系數比較低的涂料。可以在汽車涂料之中增加納材料以提升涂層具有的強度，進而提升耐磨性。四是除臭涂料。新車通常存在異味，主要是汽車裝飾材料當中樹脂添加劑含有的揮發性物質。納米材料具備了非常強的抗菌、消臭、吸附等功能，所以將一些納米微粒作為載體，可以吸附相關的抗菌離子，從而形成脫臭涂料，以實現殺菌和抗菌之目的。

（2）在汽車烤漆中的運用。汽車烤漆一旦出現剝落和老化，就會極大地影響到汽車的美觀度，老化又是其中很難加以控制的。影響汽車烤漆老化的因素是多種多樣的，最為重要的應當屬于太陽光之中的紫外線。紫外線易導致材料分子鏈出現斷裂，會造成材料性能出現老化，以至于高分子塑料與有機涂料容易出現老化。由于紫外線會造成涂層當中的成膜物質也就是分子鏈會出現斷裂，產生十分活潑的游離基，進而就會造成整個成膜物質分子鏈出現分解，最后會造成涂層出現老化和變質。對于有機涂層來說，因為紫外線具備了極強的侵蝕性，所以如果能夠避開其作用，就能極大地提升烤漆耐老化之性能。當前，最具遮蔽紫外線效用的材料當屬納米TIOZ，其對紫外線所實施的屏蔽主要是散射，通過理論可推導出該材料的粒徑在65至130nm間對紫外線散射具有最好的效果。

（3）在汽車橡膠輪胎中的運用。在汽車輪胎橡膠生產過程之中，橡膠助劑中的絕大多數呈粉體狀，比如，炭黑和白炭黑之類的補強填充劑與促進劑等。對于粉體狀物質來說，實現納米化可以說是目前這一時期十分重要的發展趨勢。實際上，納米材料與橡膠工業本來就具有相當密切的聯系。絕大多數粉體狀橡膠助劑的粒徑均處于納米材料的范圍之內，或者是接近于納米材料的范圍。比如，炭黑的粒徑大約是11至500nm，而白炭黑的粒徑則處于1至110nm之間。我國在橡膠類產品的生產過程中運用納米材料，是從上個世紀初葉開始使用炭黑補強起步的，到了上個世紀四十年代，開始使用納米白炭黑以補強橡膠輪胎。當前，全球知名輪胎制造企業都在逐步用白炭黑取代炭黑來制造綠色、節能輪胎。

4 結束語

綜上所述，自從納米技術被挖掘出來之后，被大量運用到諸多領域之中，特別是能夠應用到汽車研發之中，更是發揮了促進汽車工業發展的重大價值。如今，納米材料的運用為我國汽車行業的可持續發展作出了積極貢獻。筆者堅信，納米技術必然會在今后的汽車產業發展中產生更大的價值、發揮更大的作用。

參考文獻：

[1]肖永清.納米技術推動汽車工業發展[J].橡膠資源利用，2007（03）.

[2]孫永泰.納米技術與汽車的結合[J].時代汽車，2009（01）.

[3]燕來榮.納米技術拓展汽車產品的新天地[J].汽車工程師，2010（02）.endprint