Sử dụng vật liệu nano trong công nghệ chế tạo lốp xe
22/03/2011
Vật liệu nano với những ưu điểm vượt trội ngày càng gây thu hút các hãng xe và ngành công nghiệp phụ trợ vào cuộc cách mạng mới.
Tuy mới chỉ ở mức độ thử nghiệm, nhưng với sự tham gia của các công ty sản xuất hàng đầu và các hãng xe danh tiếng, tương lai của những chiếc lốp ứng dụng vật liệu nano sẽ không còn xa nữa.
Cao su và cotton là những vật liệu truyền thống, từ nguồn nguyên liệu nông sản tự nhiên. Tuy nhiên, không giống cotton, cao su thiên nhiên gặp phải sự cạnh tranh mạnh mẽ từ cao su tổng hợp, loại vật liệu rất phát triển trong thế chiến thứ hai.
Năm 1964, 75% lượng cao su trên thế giới thuộc về cao su tổng hợp. Nhưng sau đó, sự xuất hiện của lốp không săm đã cứu vớt vai trò của cao su thiên nhiên với lượng tiêu thụ 42% trong tổng số 19,61 triệu tấn, theo thống kê năm 2004.
Khoảng 50% lốp xe ôtô trên thế giới được làm từ cao su thiên nhiên. Tuy nhiên, lốp sản xuất từ loại vật liệu này có những điểm yếu như không bền, dễ mài mòn, không chịu được nhiệt độ cao và mất dần tính đàn hồi trong quá trình sử dụng. Để khắc phục những khó khăn đó, các nhà nghiên cứu đã áp dụng công nghệ nano vào quá trình sản xuất lốp. Hạt carbon nhỏ (bao gồm các hạt kích thước nano -1 phần một tỷ mét) được trộn với sao su trong một thời gian dài trước khi đem đi ép.
Sản phẩm sau khi gia công có độ mài mòn thấp và sức bền lớn. Cabot Corporation - một trong những hãng cung cấp lốp và các vật liệu carbon hàng đầu thế giới - đã thử nghiệm thành công tính năng của “PureNano”- hạt silic cacbua kích thước nano, do Nanoproducts Corporation of Colorado sản xuất. Khi bổ sung vào lốp, các hạt “PureNano” làm giảm 50% độ mài mòn, nghĩa là tuổi thọ của lốp sẽ tăng lên gấp đôi.
Một con số ấn tượng nếu biết rằng hiện tại, mỗi năm có 16,5 triệu chiếc lốp ở Mỹ cần phải thay mới. Các nhà sản xuất khác đang tìm cách kết hợp sợi carbon dạng ống vào trong lốp và dự đoán chúng sẽ có tuổi thọ còn lâu hơn cả xe. Trong khi đó, các chuyên gia tại Audi đánh giá công nghệ nano sẽ tạo nên cuộc cách mạng lốp trong tương lai. Loại lốp thông minh gắn cảm biến nano liên kết tvới chíp điều khiển trung tâm sẽ có khả năng thay đổi cấu tạo bề mặt tuỳ thuộc vào áp suất lốp, trọng lượng xe và điều kiện trên đường.
Những công ty như Inmat và Nanonor đang sản xuất các hạt đất sét kích thước nano, trộn chúng với nhựa hay cao su tổng hợp để tạo ra một bề mặt kín khít. Các hạt đất sét nano của Inmat được sử dụng dưới dạng chất kết dính. Bên cạnh đó, công ty này cũng liên kết với Michelin, hãng sản xuất lốp hàng đầu thế giới để ứng dụng công nghệ này trên lốp không săm. Nó sẽ dần thay thế cao su truyền thống và làm lốp nhẹ, rẻ và mát hơn.
Sản phẩm nổi tiếng ứng dụng công nghệ nano là “Aerogel”, vật liệu siêu nhẹ từng được đề nghị dùng để chế tạo lốp cho tàu thám hiểm sao hỏa. Chứa tới 98% không khí, tập hợp hàng tỷ các bóng khí nano trong môi trường silic, nhờ đó, Aerogel nhẹ hơn 1.000 lần nhưng lại có khả năng làm kín khít gấp 40 lần bất cứ sợi thuỷ tinh nào. Bên cạnh trọng lượng nhẹ, Aerogel còn có khả năng cách nhiệt. Các nhà hoá học tại Đại học Missouri-Rolla (Mỹ) đã tuyên bố phát triển thành công vật liệu Aerogel không thấm nước có thể sử dụng trên bề mặt lốp.
Goodyear đang nắm giữ hàng loạt bằng phát minh sáng chế về quá trình kết hợp lốp với silic aerogel. Bridgestone áp dụng công nghệ nano trên những chiếc lốp cung cấp cho Ferrari tại giải đua F1... Nền công nghiệp lốp thế giới do 5 “đại gia” nắm giữ bao gồm Michelin, Goodyear, Bridgestone, Continental, Sumitomo và tất cả đều đang chuẩn bị cho cuộc cách mạng mới trong tương lai không xa. Hoàng Minh
www.hhmrubber.com