موج نانو: انقلاب خودروسازی با کمک نانوتکنولوژی، کوچولوی خارق‌العاده

امروزه موج نانو صنعت جهان را فرا گرفته است. صنعت خودروسازی نیز از این امر مستثنی نیست. حدود ۱۷۰۰ کارخانه در ۳۴ کشور دنیا مشغول تحقیقات بر روی کاربردهای احتمالی این فناوری در خودروسازی هستند. می‌توان نانوپودهایی تولید کرد که اکسیداسیون مواد آلی را افزایش داده و می‌توانند در شیشه خودرو بکار روند، گردوغبار سریعاً اکسید شده و با باران به راحتی از روی شیشه برطرف می‌شود.
نانوتکنولوژی مواد بسیار بهتری برای خودروهای امروز تولید می‌کند. این توسعه در زمینه رنگ خودرو چشمگیرتر و عملی‌تر بنظر می‌رسد. دانشمندان می‌توانند رنگهایی تولید کنند که سختتر و محکمتر و براق‌تر بوده و تمیز کردن سطح بدنه را آسان می‌کنند.
رنگ نانو تولید مرسدس بنز: فناوری تولید رنگ اصلاح شده با نانوتکنولوژی در سال ۲۰۰۳ در مرسدس بنز به ثمر رسید و تغییرات عمده‌ای در کلاس C مرسدس بنز در سال ۲۰۰۵ ایجاد کرد، اما تغییراتی که تماشاچیان معمولی متوجه آن نمی‌شوند. مهمترین تغییر آن، در نوع رنگ مدلهای سدان، واگن و کوپه در مدل فشرده مرسدس بنز بود که در آن از نوع جدید فناوری رنگکاری استفاده شده و حدوداً چهار سال وقت و سرمایه این کارخانه آلمانی را بخود اختصاص داده بود.
در رنگکاری جدید فناوری نانو مرزها را شکسته و نوید ویژگیهای منحصر بفردی می‌دهد. لاک تمیزکننده جدید که با استفاده از ناوری نانو تولید شده، باعث می‌شود تا رنگ خودرو بسیار ضد خراشتر از رنگهای قدیمی شود. این تکنولوژی جدید کیفیت دراز مدت را افزایش داده و ارزش خودروهای سواری دست دوم را حفظ می‌کند.
این لاک تمیزکننده به دست آمده از فناوری نانو، هم‌اکنون در مدلهای E,S,C,CL، SL و SLK در رنگهای متالیک و غیر‌متالیک نیز به کار می‌رود؛ و دیگر مدلهای ساخته شده در کارخانه اشتوتگارتی مرسدس بنز به زودی از این پوشش منحصر بفرد بهره‌مند خواهند شد.
لاک تمیزکننده حاوی ذرات میکروسکوپی و کوچک سرامیک بوده که در کوره رنگپزی سخت شده و یک شبکه درهم تنیده و مشبک را ایجاد می‌کنند، در نتیجه از رنگ در برابر خراش (که مثلاً ممکن است در ماشینشویی مکانیکی ایجاد شود) بسیار موثرتر محافظت می‌شود. ذرات نانو خاصیت ضد خراشی را سه برابر بهبود بخشیده و جلای رنگ را در طولانی مدت حفظ می‌کنند. جلای رنگ با این فناوری ۴۰ درصد بیشتر از جلای حاصل از لاکهای تمیزکننده قدیمی است؛ این موضوع با انجام آزمایشات بسیار در آزمایشگاه شستشوی خودروی این کارخانه به اثبات رسیده است.
همچنین، مرسدس بنز آزمایشات بیشماری را روی پوششهای تمیزکننده با فناوری نانوذرات انجام داده و آنها را عملاً بکار گرفته است؛ و بعد از چندین سال مصرف آزمایشات آنها هنوز ادامه دارد. به گفته مهندسان این کارخانه، بیش از ۱۵۰ خودروی آزمایشی که تحت تستهای طولانی مدت قرار گرفته‌اند، همگی افزایش دور از انتظار جلای رنگ و مقاومت به خراش را نشان می‌دهند. بعلاوه این سیستم جدید رنگکاری، استانداردهای دقیق مرسدس را در محافظت محصولات از خورنده‌‌های شیمیایی محیط ارضا کرده و انتظارات را برآورده می‌کند. پیشرفتهای جدید در عرصه نانوتکنولوژی، ذرات ریز سرامیک (هر ذره با ابعادی کمتر از یک میلیونیم یک میلیمتر) را به ساختار مولکولی یک روکش یا پوشش تبدیل می‌کند. ابتدا این ذرات در مایع پوشش تمیزکننده معلق بوده و بعد از خشک شدن، شبکه‌ای متقاطع با پیوندهای عرضی بوجود می‌آورند. ذرات بگونه‌ای بهم پیوند می‌خورند که در سطح رنگ، شبکه‌ای بسیار متراکم و با ساختار یکنواخت ایجاد کرده، لایه‌ای محافظ ساخته و در مقایسه با رنگ‌کاریهای رایج، پوشش تمیزکننده با فناوری نانوی جدید را مقاومتر به خراش می‌گردانند.
تاثیر شگفت‌آور این تکنولوژی جدید در نتایج آزمایشات شستشوی خودرو طبق استاندارد DIN، بیشتر مشخص می‌شود. آبی که در این آزمایش استفاده شد حاوی ذرات ریزی بود که با بروسهای دوار مخصوص شستشو روی سطح رنگکاری شده، پاشیده می‌شد. این کار در حقیقت تاثیر چندین بار کارواش بردن را داشت. بعد از ۱۰ دور شستشو در کارواش آزمایشگاهی، که تاثیر تقریباً ۵۰ تا ۱۰۰ کارواش معمولی را بازسازی می‌کرد، سطح فلز رنگکاری شده با فناوری نانو، جلایی ۴۰ درصد بیشتر از نمونه‌‌های مشابه با لاکهای تمیزکننده قبلی داشت.
نه تنها مرسدس بنز اولین خودورساز جهان است که لاک تمیزکننده مقاوم به خراش را تولید کرده، بلکه پوشش تمیزکننده دارای ذرات نانو (محصول این کارخانه) پتانسیل نانوتکنولوژی را در آینده این صنعت به نمایش گذاشته است. بعلاوه، این امکان وجود دارد که در دیگر زمینه‌‌های توسعه خودروسازی، مواد دارای خواص جدیدی شده و وظایف خاصی را انجام دهند. در تازه‌ترین خودروهای ساخته شده، رنگ دارای چندین لایه نازک است که هر کدام وظایف مختلفی را به عهده دارند.
پیشرفت در زمینه رنگکاری از توسعه فرایند فسفاته کردن آغاز شد. که در آن بدنه خودرو توسط پوشش بسیار نازک اما موثر فسفات روی پوشیده می‌شد. این پوشش از سطح ورق فلز در برابر خوردگی محافظت کرده و زمینه‌ای بی‌عیب و یکنواخت را برای عملیات بعدی که "آسترکاری غوطه‌وری کاتافورتیک" نام دارد، مهیا می‌کند. وظیفه اصلی آسترکاری فوق نیز ایجاد لایه‌ای محافظ در برابر خوردگی می‌باشد. در این عملیات بنده خودرو در مخزن رنگ غوطه‌ور شده و پوشش همه حفره‌ها، لبه‌ها، شیارها و گوشه‌ها را همراه با واکنش الکتروفورتیک پر می‌کند. فسفاته کردن و عملیات آسترکاری غوطه‌وری کاتافورتیک باهم لایه‌ای به ضخامت ۲۲ میکرومتر تشکیل می‌دهند. در مرحله بعد بتونه زده می‌شود که حاوی مقدار کمی حلال آلی بوده، ذرات ریز را جذب و ساختار فلز را صاف می‌گرداند. ذرات رنگ به طور الکتروستاتیکی با اتمایزر چرخان با سرعت بالا پاشیده شده و به بدنه می‌چسبند. این فرایند تضمین می‌کند که لایه بتونه (پرکننده) کاملاً یکنواخت توزیع شده است. لایه بعدی رنگ پوشش اصلی است که نه تنها حاوی رنگ انتخابی مشتری بوده بلکه اگر رنگ متالیک سفارش داده شده باشد، فلسهای ریز آلومینیمی دارند که اثر فلزی زیبایی دارد.
لایه آخر با لاک شفاف تمیزکننده پوشیده می‌شود که جلا و خواص ضدآبی رنگکاری را افزایش می‌دهد. این لاک روزانه تحت تنشهای خاصی قرار گرفته و باید در برابر عناصر مختلف شیمیایی از قبیل رسوبات اسیدی، رزین درختان، مدفوع پرندگان و گردوغبار و دوده و همینطور تخریبهای فیزیکی (کشیده شدن سنگ، اثر نور خورشید، ساییدگی و تغییرات دما) مقاومت کند.بنابراین رنگکاری خودرو در مرسدس بنز شامل ۵ لایه است که ضخامتی در حدود ۱۰۰ میکرومتر ایجاد می‌کند. هر کدام از این پوششها ثمره فرایند پیچیده توسعه سالهای گذشته بوده‌اند که توسط گروهی از متخصصان آن انجام شده‌اند. علاوه‌ بر، بهبود و توسعه تکنولوژی فرایند، مهندسان باید مسائل مربوط به محافظت در برابر محیط زیست ، کیفیت و ماندگاری و دوام را هم مورد توجه قرار داده‌اند.
یکی دیگر از پیشرفتهای صورت گرفته که به کابوس کارواشها تبدیل خواهد شد در زمینه رنگهای خود محافظ است. با توسعه و تولید «رنگ‌های خود محافظ» و فن‌آوری «پلی پلکسین تی ۱۱» (polyplexinT۱۱)، دیگر صاحبان ¬خودرو به شست‌و‌شو و رنگ کردن دوباره خودرو نیازی ندارند.
متخصصان کارخانه خودروسازی “Stefan Langenfeld” نیز در حال ساخت رنگی سحرآمیز هستند که آنقدر سطحی لغزنده دارد که گردوبار نمی‌توانند به آن بچسبند. این کارخانه اعلام کرده است هدف بعدی آنها تولید رنگی خودترمیم است که خراشهای بوجود آمده را ترمیم و برطرف می‌کند. حتی این کارخانه فراتر رفته و هدف نهایی را تولید رنگهای خودرویی قرار داده است که می‌توانند رنگ خود را عوض کنند. بنابراین شما می‌توانید خودرویی آبی خریده و هر وقت که خواستید خودوری خود را قرمز کنید. این کارخانه تاثیر نانوتکنولوژی در رضایت مشتری، کاهش مصرف سوخت و افزایش امنیت را بخوبی درک کرده است.
از مواردی که کارخانه Volkswagen نیز روی آن کار می‌کند تولید شیشه‌هایی است که بتوانند در تابستان حرارت درون خودرو را به بیرون انتقال داده و از تبدیل شدن خودورهای پارک شده به کوره یا بخاری جلوگیری کنند ! همچنین این خودروساز در حال تولید نانوموادی است که اصطکاک را در موتور خودرو کم کرده، مصرف بنزین را کاهش و طول عمر موتور را افزایش دهد. این کارخانه توانسته است با فناوری نانو پوششهای ضد انعکاس نور تولید کرده و برای کاهش درخشندگی و تشعشع در داشبورد و دیگر قطعات مورد نیاز بکار برد. آینه عقب ساخت این کارخانه دارای نانوموادی است که باعث می‌شود وقتی نور چراغ جلوی خودروی پشت سر به آینه برخورد کند، بطور اتوماتیک آینه تاریک شود.
مرکز تحقیق و توسعه جنرال موتور نیز پیشرفتهای زیادی در زمینه نانوکامپوزیتها داشته است. آنها نانوکامپوزیتها را در پلاستیک بکار برده‌اند تا آن را مستحکم کنند اما مانند تقویت‌کننده‌‌های گذشته باعث تردی آن نمی‌شوند. برنامه بعدی آنها استفاده از نانو‌کامپوزیت‌ها در قطعات درونی و روکشهای بیرونی و تزییانت داخلی است. با بکارگیری نانو‌کامپوزیتها در قطعات درونی چرخه بازیافت مواد راحتتر می‌شود. در حال حاضر هفت چرخه بازیافت برای هفت ماده مختلف وجود دارد اما اگر همگی از مواد نانو ساخته شوند، چرخه بازیافت به یک عدد کاهش می‌یابد. شاید بتوان در آینده کل بدنه خودرو را از پلاستیکهای پیشرفته ساخت و خودروهایی بسیار سبک با مصرف سوخت کمتر تولید کرد اما فعلاً آرزویی دور دست بنظر می‌رسد.
به گزارش ایسنا، این رنگ‌های خود محافظ راه حلی مناسب برای جلوگیری از نشستن گرد و غبار، دوده، فضولات پرندگان و ذرات معلق در هوا روی خودرو است.
این رنگ‌ها همچنین در برابر آثار مخرب پرتو فرا بنفش و نمک‌ها مقاوم هستند به طوری که با به کار گیری این رنگ‌ها دیگر نیازی به شست‌وشوی خودرو و یا رنگ مجدد نیست.
فن‌آوری نانو بدون شک تاثیرات زیادی را در تولید شوینده‌های شیمیایی و رنگ‌های ‌خودرو داشته است.
استفاده از این رنگ‌ها می‏تواند مخالفت‌های ‌زیادی را از سوی کارواش‌ها به همراه داشته با شد زیرا دیگر کسی برای شست‌وشوی خودرو به کارواش‌ها مراجعه نخواهد کرد و آنها با ورشکستگی مواجه می‏شوند.
در حال حاضر مطالعه درباره این نوع رنگ‌ها ‌به منظور به کارگیری در صنایع دریایی و هوایی ادامه دارد.
شرکتهای تحقیقاتی دیگرهم بیکار ننشسته و نانوتکنولوژی در صنعت رنگ خودرو وارد کرده‌اند. شرکت Eurochem Auto Chemicals آخرین توسعه خود در زمینه محافظ رنگ خودرو را اعلام نمود. سیستم بسیار پیشرفته فناوری نانوی P.T.F.E Polyglasplexin یک راه حل منحصر به فرد برای دفع دوده جاده، آلودگی، اسید حشرات، فضله پرندگان، مواد رادیواکتیو جوی، و بدتر از همه، تمام نور ماورای بنفشی است که باعث می‌شوند رنگ خودرو به تدریج از بین برود. چنین سیستمی قبلا هرگز در صنعت اتومبیل وجود نداشته است و این شرکت مطمئن است که یک محصول بسیار ضروری برای شبکه بازار و فروشندگان خودرو را تهیه کرده است.
NanoSeal ۶۶ با دارا بودن یک لایه مولکولی ثابت، علاوه بر بهبود کیفیت ظاهری رنگ، از آن محافظت می‌کند. این سیستم پیشرفته محافظتی، از یک پلیمر پیشرفته و نانوذرات پوشاننده آب تشکیل شده است که در ترکیب باهم یک سری ویژگی‌هایی ایجاد می‌نمایند که قبلاً در صنعت محافظت از رنگ خودرو دیده نشده است. این روکش، رنگ خودرو را شفاف نگه می‌دارد، از آسیب‌های ایجاد شده توسط نور ماورای بنفش و نمک محافظت می‌نماید، باعث می‌شود شما یک ماشین زیبا داشته باشید و هرگز نیاز به براق کردن نداشته باشید. Eurochem چنان از کیفیت محصول خود اطمینان دارند که یک گارانتی مادام‌العمر برای این محصول ارائه می‌کنند.

مراجع:
www.auto۱۲۳.com
www.sharifnews.ir
www.automedia.com
سوتیتر
می‌توان نانوپودهایی تولید کرد که اکسیداسیون مواد آلی را افزایش داده و می‌توانند در شیشه خودرو به کار روند، گردوغبار سریعاً اکسید شده و با باران به راحتی از روی شیشه برطرف می‌شود.
فناوری تولید رنگ اصلاح شده با نانوتکنولوژی در سال ۲۰۰۳ در مرسدس بنز به ثمر رسید و تغییرات عمده‌ای در کلاس C مرسدس بنز در سال ۲۰۰۵ ایجاد کرد.
شیوا اسلامی

منبع : مجله گسترش صنعت