纳米材料及其在汽车上的应用

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纳米材料是指晶粒尺寸为纳米级的超细材料,它的微粒尺寸大于原子簇，小于通常的微粒，一般为10-100纳米。

纳米材料大致可分为：纳米粉末；纳米纤维；纳米膜；纳米块体等四类。

纳米粉末开发时间最长，技术最为成熟，是生产其他三类产品的基础。

纳米材料的主要用途：医药、家电、电子计算机和电子产业、环境保护、纺织工业、机械工业。

纳米技术是汽车发展的核心技术。纳米技术能从汽车车身应用到车轮，几乎涵盖了汽车的全部。纳米技术在汽车懂行的广泛应用，将降低汽车各部件磨损，降低汽车消耗，减少汽车使用成本；一定程度上还能消除汽车尾气污染，改善排放。如今不少汽车产品已开始采用纳米技术，小小的纳米将使汽车产生极大的变化。

纳米材料技术在汽车行业中的应用：车用烤漆涂料、车用塑料橡胶、车用排气触媒材料。

车用烤漆涂料：汽车烤漆的剥落与老化，是造成汽车美观程度变差的主要因素，其中又以老化为棘手且难以控制的变量。影响烤漆老化的因素很多，但其中最关键的当属太阳光中的紫外线，紫外线容易使材料的分子链断裂，进而使材料性能老化，高分子塑料如是，有机涂料亦如是，对有机涂层而言，由于紫外线是所有因素中，最具侵蚀性的，因此若能避开紫外线的作用，则可大幅提高烤漆的耐老化性能。目前最能有效遮蔽紫外线的材料，首推TiO2纳米粒子。

TiO2纳米粒子是20世纪80年代末发展起来的主要纳米材料之一。纳米TiO2的光学效应随粒径而变，纳米金红石型TiO2具有随角度变色效应，是汽车烤漆中最重要和最有发展前途的改质材料。纳米TiO2对紫外线的屏蔽以散射为主，粒径是影响三岁能力的重要因素之一。

车用塑料橡胶：汽车制造中应用的塑料数量越来越多。纳米塑料可以改变传统塑料的特性，呈现出优异的物理性能：强度高，耐热性强，比重更小。由于纳米粒子尺寸小于可见光的波长，纳米塑料可以显示出良好的透明度和较高的光泽度，这样的纳米塑料在汽车上将有广泛的用途。

汽车用橡胶以轮胎的用量最大。在轮胎橡胶的生产中，橡胶助剂大部分成粉体状，如炭黑、白炭黑等补强填充剂、促进剂、防老剂等。以粉体状物质而言，纳米化是现阶段的主要发展趋势。新一代纳米技术以成功运用其它纳米粒子作为助剂，而不再局限在使用炭黑或白炭黑，如ZnO、CaCO3、Al2CO3、TiO2等，最大的改变即是，轮胎的颜色已不再仅限于黑色，而能有多样化的鲜艳色彩。另外无论在强度、耐磨性或抗老化性能上，新的纳米轮胎均较传统轮胎来的优异，例如轮胎侧面胶的抗裂痕性能将由10万次提高到50万次。

车用排气触媒材料：汽车排气污染问题日益严重，加装触媒转换器是目前解决汽车排气污染的主要方式。传统的汽车排气净化的触媒以贵金属铂、鈀、铑作为三元触媒，但资源稀少、取得不易、价格昂贵；易发生Pb、S、P中毒，而使触媒失效等特性。

综上述可知，未来汽车技术的发展有极大部分与纳米技术密切相关，若能将汽车的所有部位都纳米化，其附加价值必然大增。

但相对而言，其成本与售价也将大幅提高。因此，迄今为止真正纳米化且商业化的汽车零件仍然有限，但毋庸置疑汽车工业是现代工业的重要标志，纳米技术应用于未来汽车技术的发展将是一个必然趋势，也会成为汽车技术升级的保证。相信在不久的将来，纳米技术将在汽车的制造领域得到更广泛的应用。