محققان دریافتند

کاهش صدای موتور خودرو‌های فورد با فناوری نانو

شرکت فورد با موفقیت گرافن را در پلی‌اُل‌ها وارد کرده و فوم پلی اورتان نانویی تولید می‌کند که باعث کاهش سر و صدا در خودرو‌ها و همچنین کاهش وزن آن‌ها می‌شود.

کد خبر: ۹۷۲۹۳۴

سه‌شنبه - ۰۴ آبان ۱۴۰۰ / October 26, 2021

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، گرافن شکلی از کربن بوده که ضخامت آن در حد یک اتم است این ماده تقریبا شفاف و در عین حال متراکم است، به طوری که هلیوم نمی‌تواند از آن عبور کند. در سال ۲۰۰۴ وقتی دو دانشمند از دانشگاه منچستر توضیح دادند که چگونه این ماده را با استفاده از نوار چسب معمولی جدا کرده‌اند، گرافن به دنیا معرفی شد. کار آن‌ها برنده جایزه نوبل فیزیک در سال ۲۰۱۰ شد.

کمتر از یک دهه پس از برنده شدن این جایزه از سوی دانشمندان، فورد توانست گرافن را در پلی‌اُل‌ها ترکیب کند. در حال حاضر، این فوم در همه خودرو‌های فورد در آمریکای شمالی استفاده می‌شود.

آلپر کیزیلتاس، کارشناس فنی مواد نوظهور در فورد گفت: «یکی از بزرگترین چالش‌ها در توسعه فوم، پراکندگی نانوموادی مانند گرافن در یک پلیمر چسبناک و جلوگیری از فروپاشی آن در حین اختلاط است.»

وی می‌افزاید: «شرکت XG Sciences گرافنی که از نظر شیمیایی با PU سازگار بود را در مقادیر کافی و با هزینه مناسب تهیه کرد.»

وی گفت که پلی‌اُل‌ها دارای گرافن نمی‌توانند مانند یک افزودنی معمولی پردازش شوند. برای حفظ خواص گرافن، این مواد باید متفاوت پردازش شوند.

کیزیلتاس گفت: «همراه با نیاز‌های فرایند تولید، روشی منحصر به فرد برای ترکیب و پراکندگی گرافن با فوم پلی‌اُل‌ها ایجاد شد.»

فورد شروع به کاهش غلظت گرافن در پلی‌اُل‌ها کرد. با کاهش غلظت، عملکرد فوم حاصل بهبود یافت. کیزیلتاس گفت: «گرافن اکنون کمتر از ۰٫۳ درصد فوم را تشکیل می‌دهد. ما خواص مکانیکی، حرارتی و فیزیکی بسیار خوبی داریم. فرمول بندی PU با گرافن بسیار ساده بود. تقریبا هیچ تغییری به جز افزودن گرافن، لازم نیست.»

یکی از چالش‌های شرکت فورد هزینه بود، زیرا مشتریان به قیمت‌ها حساس هستند. کیزیلتاس گفت فورد باید مطمئن شود که فوم جدید حداقل از نظر هزینه مشکل‌ساز نخواهد بود. همچنین، از آنجا که این فوم یک ماده جدید است، فورد باید اطمینان حاصل کند که شرایط مورد نیاز قطعه را برآورده می‌کند یا عملکرد آن فراتر از قطعات فعلی می‌رود.

وی گفت که مقاومت فشاری و مدول این فوم در مقایسه با فوم بدون گرافن حدود ۲۰ درصد افزایش یافته است، ضریب جذب صدا نیز ۲۵ درصد افزایش یافته است. اجزای ساخته شده از فوم بیش از ۱۰ درصد وزن سبک‌تری دارند.

تولیدکنندگان خودرو مشتاق هستند تا وزن خودرو‌های خود را کاهش دهند، زیرا می‌توانند با یک باک بنزین، مسافت بیشتری حرکت کرده و به آن‌ها اجازه انتشار کمتر گاز‌های گلخانه‌ای را می‌دهد.

فورد این فوم را در سال ۲۰۱۸ معرفی کرد و از آن در قطعاتی مانند روکش موتور، روکش پمپ روغن و رول سوخت استفاده می‌شود. این روکش‌ها محدود به موتور‌های احتراق داخلی هستند. با این حال، فورد استفاده‌های احتمالی از این فوم را در خودرو‌های برقی (EV) می‌بیند.