پوشش‌های خودرویی

aliamirizarandi

عضو جدید
[h=2]فناوری تولید پوشش‌های خودرویی از اوایل قرن بیست میلادی آغاز شد. اولین فرآیندهای رنگ‌آمیزی در نیمه اول قرن بیستم رخ داد که در آن از رنگ‌های هواخشک استفاده می‌شد و همه عملیات رنگ‌کردن بصورت دستی انجام می‌گرفت .
[/h][h=2]پس از این سال‌ها بدلیل احساس نیاز ، توسعه و پیشرفت در تولید و اعمال رنگ صورت گرفت. از جمله آن مسائل می‌توان به مقاومت در برابر خوردگی ، پایداری رنگ ، سازگاری زیست محیطی و خودکار شدن فرآیندها اشاره نمود. بتدریج پوشش‌های هواخشک کنار گذاشته شدند و بجای آن از پوشش‌های پخت شونده در دماهای بالا یا بوسیله اشعه ماوراءبنفش استفاده شد. پیونده‌های مصنوعی و سنتزی جایگزین مواد طبیعی شدند. پوشش‌های خودرویی امروزه معمولا دارای پنج لایه می‌باشند که شامل پوشش تبدیلی ، پوشش الکتروبرنشانی کاتدی ، آستری صافگر، پوشش رویه و شفاف پوشه[1] می‌باشند. وظیفه پوشش تبدیلی و پوشش الکتروبرنشانی کاتدی مقاومت در برابر خوردگی و افزایش چسبندگی ، آستری صافگر صافی سطح و مقاومت در برابر سنگ‌ریزه و کاربرد پوشش رویه ایجاد رنگ و ظاهر و مقاومت در برابر هوازدگی می‌باشد. [/h][h=2]
[/h][h=2]جدول 1.1. تاریخچه کاربرد رنگ الکتروبرنشانی در صنایع خودروسازی [/h]
[h=2]سال[/h][h=2]نیرو محرکه[/h][h=2]توضیحات[/h]
[h=2]1920[/h][h=2]رنگ‌آمیزی دستی[/h][h=2]فرآیند زمانبر : چند هفته[/h]
[h=2]1940[/h][h=2]تولید جرم[/h][h=2]فرآیند با کوره : روز[/h]
[h=2]1970[/h][h=2]بهبود عملکردی[/h][h=2]CED/لایه رویه دوجزئی/مواد جدید[/h]
[h=2]1980[/h][h=2]مباحث زیست محیطی[/h][h=2]پوشش‌های پایه‌آب/پودری/راندمان انتقال[/h]
[h=2]2000[/h][h=2]فرآیند خودکار[/h][h=2]قابلیت زمانی : چند ساعت[/h]
[h=2] یکی از تغییرات در پوشش‌های خودرویی تغییر رنگدانه‌های مصرفی در لایه‌های مختلف بود بطوریکه از رنگدانه‌های صفحه‌ای شکل آلومینیوم و رنگدانه‌های تداخلی در لایه رویه استفاده شد که می‌توانند باعث افزایش براقیت و تغییر فام پوشش تحت زوایای مختلف شود .
[/h][h=2]یکی دیگر از فناوری‌های ایجادشده در پوشش‌های خودرویی استفاده از تکنیک‌های پاشش می‌باشد. شروع این فناوری با تفنگ پنوماتیک و ایجاد فشار برای اعمال رنگ بود. امروزه پاشش بصورت کاملا خودکار و با استفاده از روبات انجام می‌گیرد .
[/h][h=2]از دیگر پیشرفت‌های حاصله استفاده از اِعمال تَر روی تَر و تَر روی تَر روی تَر می‌باشد که سبب کاهش زمان فرایند و کاهش انرژی مصرفی می‌گردد. پوشش‌های پایه‌آبی نیز بمرور زمان وارد فرآیند پوشش‌های خودرویی شدند که امروزه فناوری رنگ مورداستفاده در لایه رویه ، آستری صافگر و الکتروبرنشانی کاتدی از نوع پایه‌آب می‌باشد. استفاده از پوشش‌های پودری در برخی از سازنده‌های خودرو رایج می‌باشد. پوشش‌های پودری بعنوان آستری صافگر در آمریکای شمالی ، رنگ کامیون‌ها در GM بکار می‌رود. البته در اروپا نیز BMW از فناوری پودری در لایه شفاف استفاده می‌کند .
[/h][h=2]معمولا زیرآیندهای که در صنعت خودروسازی مورداستفاده قرار می‌گیرد ، از جنس فولاد می‌باشند. از زیرآیندهای پر مصرف در ساخت خودرو می‌توان به فولاد نرم و فولاد گالوانیزه اشاره نمود. با توجه به مباحث مربرطه در اینجا فقط به بررسی فولاد گالوانیزه می‌پردازیم .
[/h][h=2]فولاد گالوانیزه یکی از زیرآیندهای پرمصرف در صنایع خودروسازی می‌باشد. فولاد گالوانیزه یک ورق فولادی می‌باشد که روی آن با لایه‌ای از فلز روی(Zn) پوشش داده شده است. فرآیند نشاندن ذرات فلز روی(Zn) رویِ فولاد شامل سه مرحله می‌باشد:[/h][h=2]آماده‌سازی فولاد : یکی از نکات مهم و حائز اهمیت در تولید ورق گالوانیزه آماده سازی قبل از انجام فرآیند می‌باشد که رویِ نشست فلز و تشکیل لایه حاوی روی(Zn) اثر مستقیم دارد.[/h][h=2]فرآیند گالوانیزه‌کردن : پس از مرحله آماده سازی ، قطعه را در حمام گالوانیزه غوطه‌ور می‌کنند که حاوی 98 درصد ذرات روی می‌باشد و طی آن ذرات روی(Zn) از حمام به طرف سطح فولاد حرکت می‌کنند و پوشش بتدریج تشکیل می‌گردد ]8[.[/h][h=2]بررسی پوشش : پس از تشکیل لایه حاوی ذرات روی(Zn) بایستی بررسی‌های لازم انجام گیرد. ضخامت و ظاهر پوشش تشکیل‌شده دو ویژگی مهم فولاد گالوانیزه می‌باشند. این بررسی براساس استانداردهای ASTM ، CSA ، AASHTO انجام می‌گیرد که با توجه به آن‌ کیفیت پوشش جهت استفاده در فرآیندهای دیگر مشخص می‌گردد .
[/h][h=2] لایه روی(Zn) تشکیل شده روی فولاد شامل چهار فاز گاما ، دلتا ، زتا و اتا می‌باشد که در شکل زیر نشان داده شده‌اند :[/h][h=2]شکل 1.4. مقطع عرضی از فولاد گالوانیزه و لایه‌های مختلف فلزی آن.[/h][h=2]بیشترین چسبندگی مربوط به لایه دِلتا می‌باشد که در مرتبه هزار psi می‌باشد در حالکیه چسبندگی سه لایه دیگر در حد چند صد psi است. از نظر سختی نیز لایه‌های گاما ، زِتا و دِلتا نسبت به فولاد از سختی بیشتری برخوردار هستند. که موجب مقاومت بالای این پوشش‌ها در برابر ضربه می‌شود. از این رو این پوشش خواص سدگری مناسبی از خود نشان می‌دهد. اما اگر بنا به هر دلیلی پوشش گالوانیزه دچار صدمه فیزیکی گردید آنگاه با استفاده از سازوکار حفاظت کاتدی از فولاد زیرین محافظت می‌کند. با توجه به این سازوکار زمانی که این پوشش صدمه دیده در شرایط خورنده قرار گیرد ، بدلیل اینکه فلز روی نسبت به فلز آهن فعالتر می‌باشد درنتیجه فلز روی دچار اکسیداسیون می‌شود و اصطلاحا خود را فدای آهن می‌کند که به این دلیل در اینجا روی(Zn) را «آند فداشونده» گویند. با انجام واکنش اکسیداسیون پودر روی به یون روی تبدیل می‌شود و محصولات خوردگی تولید می‌شود که این محصولات ناشی از خوردگی فلز روی باعث مسدودشدن راه ارتباطی بین آهن و محیط خورنده می‌شود و بدین‌ترتیب واکنش خوردگی متوقف می‌گردد و از خوردگی آهن جلوگیری به عمل می‌آید .
[/h]

[1] Clear coat



 

ghxzy

کاربر فعال تالار اسلام و قرآن ,
کاربر ممتاز
پوشش در مورد خودروها وقتی اهمیت می یابد که بارها خراشی روی سطوح خودرو ایجاد شده و باد کردن و پوسیدن و زنگ زدن بدنه را منجر می شود. پوششهای نانومتری باعث بهبود خواص مکانیکی روکش خودرو و مقاومت در برابر خش می‌شوند. افزایش مقاومت محصول در برابر عوامل محیطی، مقاومت به خوردگی، خراش و فرسایش از جمله این موارد به شمار می روند. چون پوشش های مورد استفاده برای اتومبیل تحت فشار و صدمات دائمی روزانه قرار می گیرند، در برابر همه این ناملایمات بایستی استحکام و مقاومت کافی را داشته باشند، از طرفی باید در برابر عوامل احتمالی شیمیایی مانند اسید، فضولات پرندگان و شیره یا رزین های درخت که چسبندگی زیادی از خود نشان می دهند و گرد و خاک و دوده نیز مقاوم باشند و شفافیت خود را حفظ نمایند. صدمات فیزیکی مانند برخورد سنگ و سنگ ریزه، نور آفتاب و عوامل محیطی، رطوبت، درجه حرارت و ... نیز به رنگ وارد می شوند که بایستی رنگ در برابر عوامل ذکر شده نیز مقاومت کافی را از خود نشان دهد. در کنار تمام ویژگی‍های ذکر شده جاذبه رنگ خودرو برای جلب توجه مشتری به محصول اهمیت زیادی دارد و بایستی دقت خاصی در اعمال آخرین پوشش بدنه خودرو اعمال شود. به ندرت دیده شده که مجموعه خواص حجمی و سطحی مورد نیاز را بتوان با انتخاب یک ماده تامین کرد. لذا ممکن است ترکیبی از دو یا چند پوشش که پوشش تلفیقی نامیده می شود مطلوب باشد. پوشش ها معمولا ساختارهای چند لایه ای هستند که متشکل از لایه زیرین و لایه میانی و لایه نازک رویی هستند. در بعضی از موارد به عنوان مثال پوشش خودرو، این ساختارها می تواند از چهار تا شش لایه متغیر باشد. هر لایه پوشش کار خاصی را انجام می دهد و البته کار آن ها توسط لایه های دیگر در ساختار تحت تاثیر قرار می گیرد.




شکل1 – لایه های مختلف پوشش خودرو

سطوح، در واقع اجزایی هستند که از نظر شیمیایی فعال بوده و به منظور تقویت ویژگی های سطحی خاص می توان به وسیلة سایر عوامل مانند عوامل شیمیایی و پلیمرهای طراحی شده آنها را بهبود بخشید . روش های بهبود دهی می تواند سطوح بی اثر را به آسانی از نظر شیمیایی فعال نماید و این در واقع هنر فناوری نانو می باشد . برخی نانوروکش ها نیز ویژگی های خاصی مانند خود – بهبودی و مقاومت در برابر خوردگی و خش را دارا خواهند بود.
اکثر پوشش هایی که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند ، اصطلاحاً "خاموش" هستند ، یعنی تنها قابلیت اعمال خاصیت اولیه خود را دارند بدون اینکه توانایی سازگاری با محیط و اصلاح خواص در اثر تغییر شرایط محیط را داشته و یا بتوانند عیب ها و نقایص بالقوه مانند مشکلات خوردگی را به کاربر اطلاع دهند. پوشش های مبتنی بر فناوری نانو، امکان دسترسی به قابلیت های چند منظوره را فراهم می نمایند؛ بدین معنی که می توانند حداقل دو ویژگی همزمان مانند مقاومت بالا در برابر خوردگی و آب گریزی یا ابرآب گریزی (در زوایای تماس 100 تا 170 ) را داشته باشند.

روکش های ضد خراش ، ضد خوردگی برای خودروها :

ساخت روکش های ضدخراش یا بادوام زیاد در مقابل تابش فرابنفش برای خودروها از جمله زمینه هایی است که کاربرد فناوری نانو در آن افزایش قابل توجه عملکرد محصول را به دنبال خواهد داشت و در همین زمینه تلاشهای مستمری به منظور شناخت راه های جلوگیری از صدمات ناشی از عوامل طبیعی نظیر برف و باران، رسوبات اسیدی و نمکی، تابش ماوراء بنفش خورشید، رطوبت و همچنین لب پریدگی ، رنگ رفتگی و خراش در صنعت خودرو صورت می گیرد.
شناخت عملکردهای جدید روکش ها که به واسطه استفاده از نانومواد به دست آمده ، امکان توسعه کاربردهای جدید را فراهم کرده است. مزیت ویژه نانوروکش ها این است که امکان تنظیم مستقل سختی و ویژگی های سایشی روکش را با ترکیب کردن عناصر و ساخت لایه های نانومتری فراهم می آورد. اصلاح رنگ ها به وسیلة نانومتری کردن ساختار آنها منجر به بهبود خواص فیزیکی و شیمیایی آنها شده ، مقاومت شیمیایی و مقاومت در برابر ضربه و خراش را در آنها بالا می برد.




شکل 2 - نانوروکش های خود تمیزکن و مقاوم در برابر خراش که به وسیلة شرکت Nissan توسعه یافته اند .

شرکت نیسان اولین شرکتی است که مدل های خود را با رنگ های ساخته شده از مواد خودتعمیرکننده پوشش داده است.
شرکت تولیدی Daimler Chrysler رنگ جدیدی موسوم به "نانورنگ" را به بازار ارائه نموده است که مقاومت به خراش آن، حداقل سه برابر رنگ‌های معمولی است.
شرکت فوق، چهارسال برای دسترسی به رنگ جدید تحقیق نموده و شرکت مرسدس بنز، اولین سازندة اتومبیل است که از آن استفاده خواهد نمود. قیمت این رنگ‌ نسبت به انواع قبلی تفاوتی نخواهد داشت. رنگ‌های اتومبیل معمولی، پوشش براقی دارند که از زنجیره‌های کربنی طولانی ساخته شده است. اما "نانورنگ" از ذرات سرامیکی، معدنی ساخته شده است که می‌توانند به شدت متراکم شده و مقاومت رنگ در مقابل خراش را بسیار بالا ببرند.




شکل 3 – یک در خودرو که سمت چپ آن با نانو رنگ و سمت راست آن با رنگ معمولی رنگ شده است . تفاوت رنگ ها پس از 60 بار شست و شو به وضوح قابل مشاهده است .

استفاده از فناوری نانو در سیستم رنگ اتومبیل های بنز

در کشور های اروپایی %90 از خراش های بدنه خودرو ها در کارواش بوجود می آید .
از این رو از سیستم رنگ نانویی مرسدس بسیار استقبال شده چون نه تنها در کارواش بلکه این نوع رنگ در مقابل سائیدگی های مختصر نیز مقاوم است .
نکته بسیار جالب این تکنولوژی رنگ آمیزی این است که حتی در تصادفات شدید اگر بدنه ضربه ببیند و از فرم اولیه خود خارج شود باز هم این رنگ بسیار مقاوم سالم میماند و نمی تکد ! پس شما بعد از تصادف فقط کافیست خودروتان را صافکاری کنید و دیگر نیازی به نقاشی مجدد نیست !
شکل 3 تصویر یک مرسدس کلاس M است که در موسسه NCAP (معتبر ترین مرکز تست ایمنی خودرو در جهان ) در شرایط شبیه سازی شده تصادف از بغل قرار گرفته است . اگر به طور دقیق به تصویر نگاه کنید خواهید دید که بر اثر این تصادف حتی قسمت کوچکی از رنگ بدنه هم نتکیده !



شکل 4 – تصویر یک مرسدس کلاس M است که در موسسه NCAP در شرایط شبیه سازی شده تصادف از بغل قرار گرفته است .

روکش های ضد لک ، خود تمیز شونده برای بخش های مختلف فلزی خودرو :

این فناوری به منظور جلوگیری از باقی ماندن لک و کثیفی روی فلزات طراحی شده است. در این شیوه از لایه نانوکامپوزیتی نازکی برای حفظ جلوه ظاهری فلز استفاده می شود. به این ترتیب و با عامل دار کردن هوشمند سطح فلز، تمیز کردن آن هم به مراتب آسان ترخواهد بود.
این نوع روکش برای پوشاندن سطح فولاد ضدزنگ ، مس ، برنج و سایر قطعات فلزی خودرو مناسب است ولی برای سطوح شیشه ای مناسب نیست. از طرفی آن را با روش های ساده ای مانند اسپری کردن یا غوطه ور ساختن به کار می گیرند که علاوه بر حفظ شفافیت یا مات بودن، در برابر اسیدها و بازها مقاومت شیمیایی بالایی دارد ودر نتیجه خواص آنتی باکتریال یا محافظت در برابر خط کشیده شدن را نیز خواهد داشت. بنابراین با این فناوری، اثرانگشت به جای مانده روی فلز به سختی با چشم قابل تشخیص خواهد بود و هیچ ردی هم از اکسید شدن روی فلز مشاهده نخواهد شد و در نتیجه تمیز کردن فلز آسانتر و سریع تر انجام می شود و اثر انگشت ها را به راحتی و حتی با یک دستمال یا حوله خشک می توان پاک کرد ، به طوریکه هیچ اثری از آن باقی نماند.

رنگ های جلا دهنده :

با پوشش دادن بدنه اتومبیل به وسیله نانو ذرات طلا می توان براقیت بدنه اتومبیل را دوام بخشید. این خاصیت که (Color-flop effect) نام دارد ، باعث می شود تا ناحیه روشن به دلیل بازتاب نور از ذرات آلومینیوم، قرمز روشن دیده شود و چون در ناحیه سایه تقریبا بازتاب نداریم به همین دلیل تیره رنگ به نظر می رسد. با کمک این فناوری در نانو تکنولوژی، نواحی زاویه دار بدنه اتومبیل مدور به نظر می رسند. ضخامت این ترکیب نانو حدود 10 تا 30 نانومتر است. این ماده خمیری شکل است و از دولایه تشکیل شده است. لایه اول شامل ذرات برگچه ای شکل آلومینیوم که به عنوان آستری بر روی فلز به کار برده می شود. لایه دوم که همان نانو ذرات طلا هستند که بر روی آستری اعمال می شود.
با نانو تکنولوژی بدون آنکه جنس بدنه اتومبیل و قالب های آن را تغییر دهیم، تنها با Nanolaminate (پوشاندن سطح اتومبیل با مواد نانو ذرات طلا)‌ با هزینه ای بسیار اندک جلوه، زیبایی و دوام رنگ اتومبیل را افزایش می دهیم.

رنگ های رسانا

نانوذرات با اندازه های مختلف، نورهایی با فرکانس های متفاوت ساطع می کنند. لذا، می توان از آنها برای تولید رنگ های گوناگون استفاده کرد. کاربرد جالب توجه در این بخش، استفاده از نانولوله های کربنی در رنگ است. فیبریل ها ، ساختارهای ویژه ای هستند که از نانولوله های کربنی ساخته می شوند (استوانه هایی متشکل از 8 لایه گرافیتی که از فاز بخار به عمل می آیند) و خاصیت رسانایی بالایی دارند. کاربرد فیبریل ها در رنگ، باعث رسانایی آن می شود و می توان از آن برای رنگ کردن خودرو به روش قطره های باردار شده استفاده کرد (روش رنگ الکترواستاتیکی). در این روش، رنگ و قسمت هایی را که قرار است رنگ شوند، باردار می کنند تا جاذبه الکتریکی بین آنها باعث جذب رنگ شود. به این ترتیب، کارآیی رنگ، چه از لحاظ کیفیت و چه از لحاظ کمیت (میزان رنگ مصرفی) ارتقا می یابد.

رنگ محافظ خودرو

شرکت Eurochem Auto Chemicals آخرین توسعه خود در زمینه محافظ رنگ خودرو را اعلام نموده است. 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 66 با دارا بودن یک لایه مولکولی ثابت ، علاوه بر بهبود کیفیت ظاهری رنگ، از آن محافظت می‌نماید. 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. در حال حاضر، نگهداری اتومبیل بسیار آسان‌تر از قبل است. آب و صابون به سرعت آلودگی را از روی سطح رنگ شده جذب کرده و به راحتی می‌توان با استفاده از شیلنگ آب، آنها را از سطح شست. این شرکت همچنین یک تمیز‌کننده بدون آب PTFE برای دفع آلودگی و دوده تولید کرده است که استفاده از آن راحت بوده وسازگار با محیط زیست می‌باشد .

نانو رنگ های آینده :

از جمله تحقیقاتی که در مورد نانو رنگ ها صورت می گیرد ، رنگ‌هایی است که نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند . آقای هارتموت برستینگ، یکی از محققین در آلمان اظهار داشت: "ما در پی یک پوشش خورشیدی هستیم که بصورت رنگ بر روی سطوح پاشیده شود. هدف ما، تبدیل بدنة اتومبیل‌ها به پیل‌های خورشیدی بزرگ و متحرک است."
طرز کار چنین رنگ‌هایی بدین صورت است که مولکول‌های رنگ قرمز، نور خورشید را جذب نموده و الکترون آزاد می‌کنند. این الکترون‌ها سپس به نانوذرات دی اکسید تیتانیوم و یون‌های یُد، که یک باتری ساده را تشکیل می‌دهند، متصل می‌شود.
مرکز تحقیقات شرکت فوق اخیراً نشان داده است که ایده فوق بر روی صفحات فلزی کوچک، قابل اجرا است و آقای پرستینگ بیان داشت که دسترسی به اتومبیل‌هایی با رنگ حساس به نور در چند سال آینده امکان‌پذیر است. چنین اتومبیل‌هایی، باعث کاهش فشار وارد بر موتور شده و مصرف سوخت آن را کاهش می‌دهند. انتظارات بلند مدت صنایع خودرو از نانوتکنولوژی عبارتند از دسترسی به اتومبیل‌هایی که با یک اشاره انگشت، تغییر رنگ داده یا شکل آنها بر حسب شرایط تغییر یابد. محققین معتقدند که دسترسی به خودرویی که تغییر رنگ داده یا شکل بدنه آن قابل تغییر باشد، امکان‌پذیر می‌باشد.
 

ghxzy

کاربر فعال تالار اسلام و قرآن ,
کاربر ممتاز
به کار گیری منسوجات نانویی در صنعت خودرو
منسوجات مورد استفاده در یک خودرو بخش هایی از داشبورد ، سقف کابین ، پوشش و بالشتک صندلی ها، پانل های داخلی برای درها و ستون ها ،کمربند ایمنی ، کیسه هوا ، فیلتراسیون هوا ، طناب تایر ، روکش طاقچه عقب ، پوشش یا موکت کف و بخش های تزیینی را شامل می شود . از جمله عوامل مؤثر در ایجاد فرسایش این قطعات تزئینی می توان به گرد و غبار، آلاینده های هوا ، چربیها ، عرق دست ، مایعات و غیره اشاره کرد . از طرفی رشد و نمو باکتریها در اثر استفاده روزمره باعث بروز و شیوع بعضی از بیماریها می شود که از میان آنها می توان باکتریهای مولد اسهال ، التهاب روده ، بیماریهای گوارشی ، عفونت سیستم ادراری و عفونتهای ریوی را نام برد. به کمک فناوری نانو ، منسوجات خودرو دارای خواص منحصر به فردی می شود که در ادامه به طور خلاصه آورده شده است.
منسوجات نانویی در کاهش وزن ، جذب سروصدا وعایق کردن بسیار موثر خواهد بود. همان طور که می دانیم ویژگیهای اصلی مورد نیاز برای افزایش ایمنی زیبایی و راحتی داخل خودرو عبارتند از:

مدیریت خوب انتقال گرما و بخار آب ، ضدلک بودن و قابلیت تمیزکردن ساده ، ضد حساسیت پیرایش ، مقاومت در برابر اشتعال ، جذب رطوبت ، دافع ذرات خاک ، تصفیه وفیلتراسیون هوا ، خواص ضد میکروبی وضد باکتری ، ضد بو ، ایمن در مقابل امواج ، خواص آنتی استاتیک ، کاهش نویز ، مقاومت در برابر پارگی وسایش ، بهبود کارایی صوتی و مقاومت دربرابرUV .

به علاوه استفاده از منسوجات ، به‌ خصوص مواد طبیعی به دلیل قابلیت بازیافتشان بسیار مطلوب‌ است ، منجر به کاهش وزن خودرو با جایگزین کردن بسیاری از ساختارهای دارای سطح سخت متعارف می‌شود . سهم منسوجات در خودروهایی با وزن متوسط در حال حاضر حدود 25 کیلوگرم است و انتظار می‌رود تا سال 2020 به 35 کیلوگرم افزایش یابد که با در نظر گرفتن کاهش وزن در مجموع حداکثر 30 کیلوگرم از وزن خودرو را در بر دارد . پارچه‌های سنتی مورد استفاده برای فضای داخلی خودرو با چندین چالش عمده مانند حفاظت از گرد و غبار و خاک، تهویه، دوام و سایش و مقاومت در برابر آتش مواجه هستند که همه آن موارد، پارچه‌های جدید با فناوری بالا و ارائه پیشرفته و یا ویژگی‌های جدید را می‌طلبد. توسعه‌های حاصل از فناوری نانو ممکن است راه‌حل‌های نوینی پیشنهاد کند و ملزومات با کارائی چندگانه را ارائه کند.

1- خاصیت خودتمیزشوندگی:

فناوری نانو در پارچه با نانو ذرات دی اکسید تیتانیم خاصیت خود تمیز شوندگی را ایجاد کرده است. پارچه های خود تمیزشونده با الهام گیری از برگ لوتوس یا نیلوفر آبی در طبیعت آغاز شد این گیاه در آب گل آلود می روید اما برگهای آن پس از بیرون آمدن چند متر بالاتر از سطح آب قرار می گیرد قطرات آبی که بر روی یک نیلوفر آبی قرار می گیرند تلالو عجیبی دارند و آب باران آلودگی ها را به سادگی از سطح گیاه می زداید ویلیام بارتلات کاشف اثر نیلوفر آبی از دانشگاه بن آلمان می باشد ویژگی قابل توجه برگ نیلوفر آبی برای تمیز ماندن ، الگویی برای توسعه مواد خود تمیز شونده به شمار می رود اثر خود تمیز شوندگی نیلوفر آبی از آبگریزی شدید سطح این گیاه نشات می گیرد آبگریز بودن و آبدوست بودن یک ماده به وسیله زاویه تماس بین ماده مذکور و سطح آب تعیین می گردد به عقیده بارتلات این اثر از تر کیب دو خصوصیت در سطح برگ این گیاه مومسانی و برآمدگی های میکروسکوپی سطح آن ایجاد می شود وی دریافت که تنها ویژگی مومسانی این برگها باعث آب گریز بودن آنها می گردد در این برگها قطرات آب به شکلی قرار می گیرند که کمترین سطح تماس را با سطح برگ داشته باشند آب بر روی یک ماده آب دوست تر بر روی سطح برگ پخش می شود تا سطح تماس بیشینه شود برای یک سطح آب دوست زاویه تماس کوچکتر از 30 درجه است در حالی که زاویه تماس یک سطح آب گریز ، بزرگتر از 90 درجه است علاوه بر این وی کشف کرد که برآمدگی های بی شماری این مساله را تشدید می کند و موجب می شود که سطح نیلوفر آب گریز باشد قطرات آب بر روی چنین سطحی به صورت قطرات کوچک تقریبا کروی در می آیند که سطح تماس بسیار کوچکی دارند و به سهولت بر روی سطح می غلتند آب همانند شخصی که بر روی بستری از میخ دراز کشیده باشد بر روی نوک بر آمدگیها می نشیند هوای گیر افتاده بین آب و سطح برگ در فضاهای اطراف برآمدگی ها زاویه تماس را افزایش می دهد و ایجاد یک سطح آب گریز بر روی آن می کند به همین علت برگ گیاه نیلوفر آبی، پوست سوسک و بال حشرات همیشه تمیز باقی می مانند زیرا ناهمواریهای بی نهایت کوچک روی سطوح آنها مانع از چسبیدن ذرات گرد و خاک به این سطوح شده و کوچکترین بارشی سطح آنها را پا کیزه می کند.


شکل 1 - منسوجات فعال نانویی، از طریق حذف خاک با آب دارای قابلیت خودتمیزکنندگی هستند (اثر لوتوس)

تکنیک های نانویی جدید ، با استفاده از نانومواد، نظیر نانو پلیمرهای فلوئوروکربن متصل به سطح پارچه شده ، به وسیله ی فرایند خشک یا مرطوب (فرآوری پلاسما )، از طریق ممانعت از اتصال آلودگی، آب و روغن به پارچه، به تمیز نگه داشتن پارچه کمک می کند. استفاده از فرایند خشک مزایای افزوده ای چون مصرف انرژی کمتر و سازگاری زیست محیطی بیشتری را نسبت به فرایند مرطوب شامل می شود.

2- خاصیت خود اطفائی یا ضد آتش:
بر اساس استاندارد ضد آتش کردن الیاف به معنای شعله ور نشدن در هنگام آتش سوزی است، به عبارت دیگر الیاف ضد آتش در هنگام آتش سوزی بدون شعله ور شدن جمع شده، به صورت پودر درآمده و فرو می ریزد.
در مقایسه با نانو کامپوزیت های ترکیبات هالوژن – آنتیموان و فسفر – برم ، که علاوه بر داشتن محدودیت عملکرد دارای پیامدهای زیست محیطی ، نانو کامپوزیت های حاوی رس اصلاح شده آلی (montrillonite) توزیع شده در ماتریس پلیمری انتخابی توجه فراوانی به خود جلب کرده اند . آن ها هم چنین در غلظت کم (w/w5 درصد یا کم تر) هم موثرند . با وجود این کارشناسان بیان می کنند که در حال حاضرکلوئیدال پنتاکسید آنتیموان ، خاک رس و کربن نانولوله ها بسیار گرانتر از رو شهای سنتی هستند و به میزان قابل توجهی ویژگی بالاتر از حفاظت را ارائه نمی کنند. بنابراین، حتی اگر آنها سازگارتر با محیط زیست هستند، استفاده از آنها در حال حاضر مختل است. بهبود عملکرد بیشتر و یا کاهش هزینه ها (یا هر دو) به احتمال زیاد این وضعیت را تغییر می دهد.

3- خاصیت مقاومت در برابر نفوذ آب:

تار و پود این پارچه ها از فیبرهای پلی استری آغشته شده به میلیونها رشته سیلیکونی ساخته شده است علت اینکه قطرات آب بر روی این پارچه می ماند این است که لایه ای از نانو رشته های سیلیکونی که به لحاظ شیمیایی بسیار هیدروفوبیک هستند وجود دارد ساختار میخ مانند این رشته تارهای 40 نانومتری موجب شده که قدرت غشاء ممانعت کننده از ورود آب ، بیشتر شود بنابراین ترکیب سطح هیدروفوبیکی و ساختار نانویی غشاء سیلیکونی زمینه ساز قدرت خارق العاده این پارچه ها در دفع قطرات آب شده است همچنین در تولید این پارچه ها دانشمندان از ساختار بدن برخی از حشرات همچون عنکبوتها که می توانند بدون خیس شدن روی سطح آب قرار گیرند الهام گرفته اند و لایه هایی از هوا در بین نانو رشته های سیلیکونی قرار داده اند که این لایه ها " پلاسترون" نامیده شده و در تقویت خاصیت ضد آبی پارچه نقش به سزایی دارد.

4- خاصیت رسانایی:

با استفاده از نانو ذرات نقره ، پارچه های رسانایی تولید شده است که قادر است از دمای بدن الکتریسیته تولید کند و آنرا به صورت سیگنالهای قلب علائم حیاتی انسان را ثبت کند ، این خاصیت در پارچه تولید شده کاربردهایی چون محافظت در برابر سرما و گرمازایی را نیز دارد.

5- خاصیت ضد عفونی کنندگی / ضد میکروبی / ضد باکتری:

نانو نقره نیز یکی از موثرترین محصولات نانو تکنولوژی است که به داشتن خصوصیات آنتی باکتریالی مشهور بوده و به عنوان یک کاتالیست قادر است بیش از 650 گونه باکتری ، ویروس و قارچ را از بین ببرد نانو نقره در عین دارا بودن چنین خصوصیاتی در تماس با پوست انسان ایجاد حساسیت نمی کند با استفاده از نانو نقره می توان خصوصیات منحصر به فردی را به منسوجات بخشید ذرات یون نقره در مقیاس نانو خواص ضد عفونی کننده یا آنتی باکتریال دارند خواص ضد عفونی کنندگی نقره از گذشته نیز شناخته شده بود مثلاً قرار دادن ظروف نقره ای بر روی جراحات زخمیان جنگ ها ، نگه داری شیر و لبنیات در ظروف نقره ای از نمونه های خواص آنتی باکتریال نقره است. اما کوچک شدن ذرات یون نقره موجب افزایش سطح نقره و افزایش واکنش پذیری آن می شود یعنی با کاهش قطر ذرات از 75 نانومتر به 3 نانومتر قدرت باکتری کشی آن به شدت افزایش خواهد یافت ، پوشش دادن الیاف پارچه ها با نانو ذرات نقره موجب ایجاد خواص ضد عفونی کنندگی در پارچه ها می شود بدین ترتیب باکتریها و قارچها امکان رشد و تکثیر نمی یابند و از به وجود آمدن قارچ پوستی و رشد آنها جلوگیری می کنند این ویژگی در مورد لباسها و پوششهایی که بیشتر در معرض عرق کردن هستند مانند جوراب و کفش موجب می شود که این لباس ها و پوشش ها علیرغم عرق کردن بو نگیرند همچنین چون در تولید آن از هیچ گونه ماده شیمیایی استفاده نشده است برای پوست انسان عوارضی ندارد و حساسیت نمی دهد.

6- خاصیت محافظت در برابر پرتوهای ماوراء بنفش:

پوشش هایی که با یک لایه نازک از نانوذرات اکسید روی پوشیده شده اند بیشترین حفاظت را درمقابل پرتوهای ماوراء بنفش از خود نشان می دهند افزایش و توسعه تجهیزات الکترونیکی و سیستمهای بی سیم در چند دهه اخیر آسیب پذیری را به واسطه تداخل امواج الکترومغناطیسی ایجاد کرده است . استفاده از ابزارهای الکترونیکی در زمینه ارتباطات در حال افزایش است و به همین دلیل فرکانس عملیاتی و تجمع امواج نیز صدمات جبران ناپذیری در زندگی ما انسان ها به همراه خواهد داشت پارچه های ضد امواج الکترومغناطیس با استفاده از نانوذرات آهن باعث کاهش شدت این امواج می شود مواد پارامغناطیس مانند آهن و سرب نقش بسیار مهمی در خنثی کردن اثر امواج الکترومغناطیسی دارند. محققان امیدوارند با تولید پارچه های ضدامواج الکترومغناطیس میزان ابتلا به بیماریهای ناشی از امواج الکترومغناطیسی را در انسان ها کاهش دهند ضمن آنکه منسوجات تولید شده در تولید کیف موبایل ضد امواج و کیف کارت بانکهای اعتباری نیز قابل استفاده است.
پوشش پارچه ای فعال شده با نانوآلومینا ، سیلیکا و اکسید روی به وسیله صنعت خودرو برای حفاظت پارچه از صدمات ماوراء بنفش آزمایش شده اند . باز هم باید روش کپسوله کردن نانوذرات، برای تضمین اینکه پوشش در بازه عمر خودرو پایدار بماند ، پیدا شود .

7- جذب رطوبت :

پارچه هایی با خواص جذب رطوبت و تعرق به ویژه برای رانندگی راحت با ارزش هستند . نتایج موفقی به وسیله ی پوشش پارچه با پوشش آبدوست نانوذرات TiO2 یا به وسیله ی فرآوری پلاسمای پارچه های نبافته با ارائه سطح مورد نظر با عملکرد مناسب، به دست آمده است . این کاربرد هنوز در نساجی صنعت خودرو استفاده نشده است اگرچه احتمالاً در مراحل تحقیقاتی است.3

8- تصفیه و فیلتراسیون هوا :

کیفیت هوای درون ماشین برای راحتی و رفاه راننده و مسافران مهم است . فیلترها باید موادی نظیر گرده ها ، هاگ ها ، مواد مضر و گرد و غبار ، که می تواند منبع بیماری و آلرژی باشند را حذف کنند . فیلترهای جدید با استفاده از نانو الیاف در مقایسه با محصولات معمولی ، پتانسیل ارائه قابلیت های برتری را مانند مساحت سطح بزرگ دارند درحالی که تخلخل را برای حذف مواد مضر و تا حد زیادی بهبود کیفیت هوا و ایمنی حفظ کنند. با این حال ، در حال حاضر نانو الیاف هزینه های سنگین برای چنین کاربردهایی دارد.




شکل 2 – روند ورود منسوجات نانویی به بازار

9- مقاومت در برابر پارگی و سایش :

نانو ذرات اکسید روی ، آلومینا ، سیلیکا و نانولوله کربنی برای بهبود مقاومت پارگی و سایشی هستند . آنها می توانند با بسیاری از پیش ماده های پلیمرهای الیاف مانند پلی استایرن ، پل یپروپیلن ، و یا پی وینیل الکل قبل از ریسندگی یا متناوبا مخلوط شوند .

این ویژگی ها می توانند با هم ترکیب شده و منسوجاتی با ویژگی های متعدد و مزایایی از نظر هزینه و یا سادگی فرآیند فراهم آورند . بخش عمده ای از این فعالیت در سطح توسعه و تحقیق باقی مانده است اما برخی از منسوجات فعال نانویی به بازار رسیده اند .
 

Similar threads

بالا