یکی
از اصلی‌ترین موضوعات فناوری‌نانو، ساخت مواد با خواص جدید است. این مواد
ارزش افزوده بسیار بالا و کارایی بالاتری در تمام صنایع خواهند داشت
که صنعت خودرو نیز از آن مستثنی نمی‌باشد.
ساخت
بدنه‌های سبکتر و مقاومتر برای خودرو، ساخت لاستیک‌هایی با مقاومت
سایشی بهتر، ساخت قطعات موتور با عمر چند برابر، کاهش مصرف سوخت
خودرو، ساخت باتر‌ی‌هایی با انرژی بالا و دوام بیشتر، نانوساختارهایی
مبتنی بر کربن به عنوان سوپر اسفنج هیدروژنی در خودروهای پیل‌سوختی، ساخت
حسگر‌ها‌ی چند منظوره برای کنترل فرایند‌های مختلف در خودرو، ساخت
کاتالیزورهای اگزوز خودرو جهت کاهش آلودگی هوا، ساخت لایه‌های
خیلی محکم با خصوصیات ویژه‌ای مثل الکتروکرومیک (رنگ‌پذیری
الکتریکی) یا خود‌پاک‌کنندگی برای استفاده در شیشه‌ها و آینه‌های خودرو
و سازگار کردن خودرو با محیط‌‌‌زیست و بسیاری موارد دیگر از جمله
کاربرد‌هایی هستند که فناوری‌نانو در صنعت خودرو خواهد داشت. همچنین
جایگزینی کربن سیاه (Carbon Black) تایر‌ها با ذرات‌‌رس و پلیمر‌های
نانومتری، فناوری جدید‌ی است که تایر‌های سازگار با محیط زیست و
مقاوم در برابر ساییدگی را به ارمغان می‌آورد.
یکی
از اثرات مثبت فناوری‌نانو، بالا بردن راندمان موتورهای احتراق داخلی فعلی
است. این موتورها حدود پانزده درصد انرژی ذخیره شده در بنزین را به نیروی
محرکه تبدیل می‌کنند، از طرف دیگر وزن متوسط ماشینهای امروزی حدود هزارو
پانصد کیلوگرم می‌باشد ولی با استفاده از فناوری‌نانو، پیش‌‌بینی می‌شود که
بتوان بازده را تا پنج برابر افزایش داد و نیز وزن وسایل نقلیه را به
میزان 10 برابر کاهش داد؛ پس می‌توان امید‌وار بود که وسایل نقلیه با
استفاده از این فناوری تا %50 بهبود کارایی داشته باشند.
استفاده از نانو ذرات طلا در مبدلهای کا تا لیزوری خودرو
مبدلهای
کاتالیستی خودرو فیلتر آلودگی در لوله اگزوز است. این مبدلها از یک سرامیک
کندویی مانند خانه های کندویی شکل که با فلزی مثل پلاتینیوم که بسیار گران
قیمت است، پوشش داده می شود. هر کیلوگرم پلاتینیوم 50000 دلار است. گرم به
گرم پلاتینیوم در مبدل گران ترین بخش ماشین را به خود اختصاص داده است.
پلاتینیوم یک کاتالیزور خوب است. برای انجام بسیاری از واکنش ها در شرایط
عادی با سرعتی قابل قبول نیاز به استفاده از کاتالیزور می باشد. امروزه از
کاتالیزور در آزمایشگاه های شیمی و صنایع شیمیایی به طور وسیعی استفاده می
شود. کاتالیزور ماده ای است که موجب افزایش سرعت واکنش شده و با اینکه در
واکنش دخالت می کند ولی بعدا بازیابی می گردد و مقدار آن تغییر نمی-نماید.
با
توجه به اثراتی که یک کاتالیزور بر روی واکنش شیمیایی و کنترل محصول در
جهت تولید مطلوب دارد، می توان گفت که کاتالیزور در جهت ایجاد فضای سالم و
زندگی راحت نقش مهمی ایفا می کند. یکی از این اثرات در جهت ایجاد فضای سالم
تر و بدون آلودگی و جلوگیری از انتشار گازهای سمی در محیط است که توسط
کاتالیزورهایی که در مبدل اتومبیل ها به کار می رود، انجام می پذیرد. در
نانوذرات طلا که روی دی اکسید تیتانیوم پوشش داده شده اند سیستم کاتالیزوری
ده بار موثرتر از کاتالیزورهای معمول برای شکستن اکسیدهای سولفور حاصل از
اگزوز خودروها است.
مورد
جالب توجه دیگر این است که اغلب کاتالیزورها به شرایط دمایی و فشار بالا
نیاز دارند و نانومواد تحمل چنین شرایط حادی را دارند. همچنین کاتالیزور ها
باید به شکل پایداری روی پایه های جامد قرار گیرند. پایه یا نگه دارنده
کاتالیست ذره جامدی است که تخلخل بالایی داشته و سطح مخصوص زیادی در واحد
حجم دارد. ذرات کاتالیزور روی کاتالیست قرار گرفته و پیوند بین سطح مشترک
آنها اتفاق می افتد و به همین دلیل سطح کاتالیستی زیادی فراهم می نماید. در
فناوری نانو، نانوکاتالیزورها روی سطح مواد متخلخلی با حفره های نانومتری
قرار گرفته و در سطح بیشتری با واکنش ها ارتباط دارند.
به کار گیری منسوجات نانویی در صنعت خودرو
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،ضدحساسیت
پیرایش، مقاومت در برابر اشتعال،خواص ضدمیکروبی وبهبود کارایی صوتی.
در ذیل تعدادی از ویژگی های منسوجات نانویی را برای بر طرف کردن نیازهای صنعت خودرومطرح می کنیم.
*جذب رطوبت
*خودتمیزکردن،دافع ذرات خاک
*تصفیه وفیلتراسیون هوا
*خواص ضد میکروبی وضد باکتری
*خواص آنتی استاتیک
*مقاومت در برابرشعله
*کاهش نویز
*مقاومت در برابر پارگی وسایش
*مقاومت دربرابر UV
استفاده از فناوری‌نانو، پیش‌‌بینی می‌شود که بتوان بازده وسایل نقلیه را تا پنج برابر افزایش داد و نیز وزن وسایل نقلیه را به میزان 10 برابر کاهش داد؛ پس می‌توان امید‌وار بود که وسایل نقلیه با استفاده از این فناوری تا %50 بهبود کارایی داشته باشند
به کار گیری نانوافزودنی های سریا (اکسید سریم)
این
نانو افزودنی ها در دربرطرف مشکلات حاصل از انتشار گازهای خروجی از
اگزوزنقش مهمی ایفا می کنند.همان طور که می دانیم سوخت گاز طبیعی به میزان
بالایی اکسیدهای نیتروژن(NOx) را به محیط منتشر می کند. در مورد سایر
آلاینده ها از جمله ذرات ریز جامد یا معلق میزان آلودگی کم می باشد. در
موتورهای دیزلی بدون فیلتر، میزان ذرات جامد NOx و ذرات معلق خیلی بالا
است. حال اگر در همان موتور دیزلی از فیلتر همراه با پوشش ذرات پلاتینیوم
برای حذف ذرات جامد استفاده شود، انتشار این ذرات کاهش یافته ولی با این
حال خروج NO2 به عنوان یکی از اکسیدهای نیتروژنی به شدت افزایش می یابد.
این امر دلیل آن شد که در موتورهای دیزلی استفاده از چنین فیلترهایی ممنوع
اعلام شود. در سالهای اخیر بیشتر تلاش ها برای کاهش آلودگی موتورهای دیزلی
متمرکز شده‌‌اند. این موتورها برای موتورهای تا 5000 اسب بخار مثل اتوبوس
های شهری استفاده می شوند. البته افزودنی هایی نانومتری وجود دارد که باعث
افزایش کیفیت سوخت می گردد. افزودنیهای سوخت، موادی هستند که به سوخت
اضافه می شوند تا انتشار آلاینده خروجی از اگزوز را کاهش دهند و تغییراتی
در تولید CO،NOx و HC ایجاد می کنند. ضمنا مواد افزودنی کاهش قابل
ملاحظه‌ای در دمای احتراق دود نیز ایجاد می‌کنند. به واسطه حضور
افزودنیهای سوخت، مصرف سوخت 5 تا 7 درصد کاهش می‌یابد.
این
نانوافزودنی‌ها به همراه فیلترهای مناسب اگزوز استفاده می‌شوند. غلظت این
نانوافزودنی ها می‌تواند بین20 تاppm 100 باشد. غلظت‌‌های بالای این مواد
مشکلاتی همچون افزایش فشار برگشتی را ایجاد کرده است. با توجه به توسعه
نانوپودرها، نانوافزودنی های اکسید سریم به صورت پودر تولید شده است. این
امر باعث افزایش کارایی پودر اکسید سریم گردیده است، طوری که ذرات معلق
آلاینده در آن 70 تا 98 درصد کاهش یافته اند. نانوذرات سریم می توانند در
تمیز کاری گازهای سوختی خارج شده از اگزوز و تولید مناسب گاز هیدروژن به
عنوان یک منبع سوخت پاک بدون ایجاد گازهای سمی عمل نمایند.