《安全技术》之纳米技术将成为新世纪汽车发展的核心技术 VIP专享VIP免费

纳米技术将成为新世纪汽车发展的核心技术回顾工业革命史，我们不难发现，每次工业革命的引发，都是与基础学科的发展密不可分的。早在150年前，由于人类将尺寸精确到毫米，发明了蒸汽机，从而引发了第一次工业革命；当人类将尺寸精确到微米时，引发了以发电机、电动机等电器设备为代表的第二次工业革命，同时也使化学、汽车等工业得到了飞速发展。在人类将尺寸精确到纳米时，有可能再次引发新的工业革命，尤其是汽车工业的变革。当纳米技术广泛应用在汽车的发动机、材料、电子、工艺等各个方面时，纳米汽车也就诞生了。纳米技术的概念“纳米”既是时空的度量单位，也是长度的度量单位，往往流行于后者的说法。换算方法为：1米=109纳米，或1纳米是1米的10亿分之一，人的一根头发丝直径就约有七八万纳米长。“纳米技术”这个术语最初是从“纳米”一词延伸而来，是指对100纳米以下微小结构的物质和材料进行研究、处理的技术。目前纳米技术应用主要体现在两个方面：即纳米材料和纳米器件方面。纳米材料如纳米碳、纳米铜、纳米纤维、纳米玻璃等材料；纳米器件如纳米洗衣机、纳米领带、扫描隧道显微镜用探针等等。纳米技术在汽车材料上广泛应用汽车零件主要由钢、铁、合金、铜、玻璃、塑料等材料组成，这些材料目前基本上都可运用纳米技术制作成纳米材料。例如，我国最近成功合成了世界上最长的“超级纤维”纳米碳管，这种纳米碳管与钢相比，其体积是相同体积钢的1/6，强度却是同体积钢的10倍。纳米铜的诞生，使金属又增加一个“奇异”性能——室温下的超塑性，其延展性比普通的铜高50余倍。如果将这些纳米材料广泛运用在汽车上，那么未来汽车不论是在质量上，还是在车身的强度、挠度及安全性能上，都要远远优越于现代汽车，因此也将一改“钢铁”汽车的传统制造工艺。纳米技术将使发动机产生质的飞跃在这之前，陶瓷式发动机曾一度被专家们所看好。因为从理论上讲，选用陶瓷材料制作的发动机，具有磨擦力小、热损失低、质量轻、经济性强等许多优点，但是直到目前为止，陶瓷式发动机尚未进入实用性阶段。如果采用纳米技术生产出来的发动机，它不但能克服传统陶瓷的韧性差、不耐冲击等弱点，还可广泛用于发动机的高温、易损等关键部位，其结构和性能要远比陶瓷式发动机优越，而且还能解决生产厂家长期不能解决的小发动机、大功率这一矛盾。纳米技术在润滑油上的应用前不久，青岛在五辆大型公交车上试用一种由纳米技术合成的汽车护理剂。经过一系列的严格测试，发现这五辆公交车的油耗量，由原来的15升/百公里降到12.14升/百公里，耗油量下降了19%，五辆车平均节省燃油达16.2%，运行状况也得到明显改善，机油节省量达50%。这种“纳米润滑油”的最大特点是：它所针对的是金属表面，而不是润滑油本身。这些极微小的烃类分子，由于金属表面的相互吸附，这些纳米微粒能够完全填充金属表面的细小微孔，从而使得这些成千上万的如液态状的小滚珠，能够最大限度地减少金属与金属微孔间的摩擦和磨损。这种全新概念的单分子纳米润滑技术，将会给磨损部件的设计带来深刻的变革。纳米技术在燃油上的应用目前在车辆中大量使用的汽油和柴油，由于其中含有少量的硫，发动机工作时，在燃烧过程中就会产生二氧化硫（SO2）气体。如果在汽油或柴油中加入适量的纳米添加剂，它在发动机工作过程中就可以形成非常好的催化剂。经它催化后的燃油，不仅含硫量远远低于国际标准（低于0.01%），且燃油的燃烧效率也因此大大提高。例如，我国北大技术物理系的李正孝教授，前不久利用纳米技术与先进的生产工艺相结合，成功研制出一种纳米燃油添加剂。试验时，他将这种添加剂加入到适量的燃油后，发现这种燃油添加剂在燃油中能够迅速扩散成6纳米尺度长的球形小颗粒，这些小颗粒在热运动能量下，能够获得每秒达十几米的热运动速度，从而使燃油在布朗运动作用下，能够形成稳定的微乳液，在燃烧时，燃油可分裂成纳米尺度的油气颗粒，从而达到完全汽化、充分燃烧的效果。纳米技术将使汽车轮胎变得五颜六色当前，汽车轮胎几乎是清一的黑色。对于生活在大千世界的人们来说，一种颜色未免显得有些单调。由于在生产橡胶时，为了能够提...