VẬT LIỆU SIÊU DẪN-CÔNG NGHỆ NANO, chương 8

Chia sẻ: Minh Anh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

1
147
lượt xem
91
download

VẬT LIỆU SIÊU DẪN-CÔNG NGHỆ NANO, chương 8

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Những ưu điểm vượt trội của vật liệu nano đang thu hút các hãng xe và ngành nghiệp phụ trợ vào cuộc cách mạng mới. Tuy mới chỉ ở mức độ thử nghiệm, nhưng với sự tham gia của các công ty hàng đầu và các hãng xe danh tiếng, tương lai của những chiếc lốp ứng dụng vật liệu nano sẽ không còn xa nữa. Cao su và cotton là những nông sản từ xa xưa. Tuy nhiên, không giống cotton, cao su thiên nhiên gặp phải sự cạnh tranh mạnh mẽ từ cao su tổng hợp, loại vật...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: VẬT LIỆU SIÊU DẪN-CÔNG NGHỆ NANO, chương 8

  1. Chương 8: Vật liệu nano trong công nghệ chế tạo lốp Những ưu điểm vượt trội của vật liệu nano đang thu hút các hãng xe và ngành nghiệp phụ trợ vào cuộc cách mạng mới. Tuy mới chỉ ở mức độ thử nghiệm, nhưng với sự tham gia của các công ty hàng đầu và các hãng xe danh tiếng, tương lai của những chiếc lốp ứng dụng vật liệu nano sẽ không còn xa nữa. Cao su và cotton là những nông sản từ xa xưa. Tuy nhiên, không giống cotton, cao su thiên nhiên gặp phải sự cạnh tranh mạnh mẽ từ cao su tổng hợp, loại vật liệu rất phát triển trong thế chiến thứ hai. Năm 1964, 75% lượng cao su trên thế giới thuộc về cao su tổng hợp. Nhưng sau đó, sự xuất hiện của lốp không săm đã cứu vớt vai trò của cao su thiên nhiên với lượng tiêu thụ 42% trong tổng số 19,61 triệu tấn, theo thống kê năm 2004. Khoảng 50% lốp xe ôtô trên thế giới được làm từ cao su thiên nhiên. Tuy nhiên, lốp sản xuất từ loại vật liệu này có những điểm yếu như không bền, dễ mài mòn, không chịu được nhiệt độ cao và mất dần tính đàn hồi trong quá trình sử dụng. Để khắc phục những khó khăn đó, các nhà nghiên cứu đã áp dụng công nghệ nano vào quá trình sản xuất xuất lốp. Hạt carbon nhỏ (bao gồm các hạt kích thước nano -1 phần một tỷ mét) được trộn với sao su trong một thời gian dài trước khi đem đi ép. Sản phẩm sau khi gia công có độ mài mòn thấp và sức bền lớn. Cabot Corporation - một trong những hãng cung cấp lốp và các vật liệu carbon hàng đầu thế giới - đã thử nghiệm thành công tính năng của “PureNano”- hạt silic cacbua kích thước nano, do Nanoproducts Corporation of Colorado sản xuất. Khi bổ sung vào lốp, các hạt “PureNano” làm giảm 50% độ mài mòn, nghĩa là tuổi thọ của lốp sẽ tăng lên gấp đôi. Một con số ấn tượng nếu biết rằng hiện tại, mỗi năm có 16,5 triệu chiếc lốp ở Mỹ cần phải thay mới.
  2. Các sản xuất khác đang tìm cách kết hợp sợi carbon dạng ống vào trong lốp và dự đoán chúng sẽ có tuổi thọ còn lâu hơn cả xe. Trong khi đó, các chuyên gia tại Audi đánh giá công nghệ nano sẽ tạo nên cuộc cách mạng lốp trong tương lai. Loại lốp thông minh gắn cảm biến nano liên kết với chíp điều khiển trung tâm sẽ có khả năng thay đổi cấu bề mặt tuỳ thuộc vào áp suất lốp, trọng lượng xe và điều kiện trên đường. Những công ty như Inmat và Nanonor đang sản xuất các hạt đất sét kích thước nano, trộn chúng với nhựa hay cao su tổng hợp để tạo ra một bề mặt kín khít. Các hạt đất sét nano của Inmat được sử dụng dưới dạng chất kết dính. Bên cạnh đó, công ty này cũng liên kết với Michelin, hãng sản xuất lốp hàng đầu thế giới để ứng dụng công nghệ này trên lốp không săm. Nó sẽ dần thay thế cao su truyền thống và làm lốp nhẹ, rẻ và mát hơn. Sản phẩm nổi tiếng ứng dụng công nghệ nano là “Aerogel”, vật liệu siêu nhẹ từng được đề nghị dùng để chế tạo lốp cho tàu thám hiểm sao Hoả. Chứa tới 98% không khí, tập hợp hàng tỷ các bóng khí nano trong môi trường silic, nhờ đó, Aerogel nhẹ hơn 1.000 lần nhưng lại có khả năng làm kín khít gấp 40 lần bất cứ sợi thuỷ tinh nào. Bên cạnh trọng lượng nhẹ, Aerogel còn có Vật liệu siêu khả năng cách nhiệt. Các nhà hoá học tại đại học nhẹ Aerogel. Missouri-Rolla (Mỹ) đã tuyên bố phát triển thành công vật liệu Aerogel không thấm nước có thể sử dụng trên bề mặt lốp. Goodyear đang nắm giữ hàng loạt bằng phát minh sáng chế về quá trình kết hợp lốp với silic aerogel. Bridgestone áp dụng công nghệ nano trên những chiếc lốp cung cấp cho Ferrari tại giải đua F1... Nền công nghiệp lốp thế giới do 5 “đại gia” nắm giữ bao gồm Michelin, Goodyear, Bridgestone, Continental, Sumitomo và tất cả đều đang chuẩn bị cho cuộc cách mạng mới trong tương lai không xa.
  3. Công nghệ nano giảm chi phí ĐTDĐ Nhà cung cấp điện thoại di động hàng đầu thế giới Nokia có thể sẽ bắt đầu ứng dụng công nghệ nano vào việc sản xuất sản phẩm của mình trong hai hoặc ba năm tới để giữ giá cả mặt hàng này ở mức được người tiêu dùng chấp nhận. “Để sản xuất 3 tỷ điện thoại di động cho toàn thế giới vào năm 2010, giá cả của sản phẩm chúng tôi phải được điều chỉnh ở mức mới”, giám đốc chiến lược của hãng Nokia, ông Tero Ojanpera cho biết. “Giá điện thoại dưới 150 euro (tương đương khoảng 3 triệu đồng) là một phần rất quan trọng của chúng tôi trong việc tìm kiếm các giải pháp giá cả hiệu quả. Chúng có thể được thực hiện nhờ vào công nghệ nano”, Ojanpera nói thêm. Công nghệ nano là công nghệ hiện đại cho phép thao tác với kích thước chỉ một phần tỷ mét hứa hẹn đem lại nhiều lợi ích, không chỉ cho các hoạt động khoa học, công nghiệp mà còn cả hoạt động y tế. Ojanpera cho biết trong giai đoạn đầu Nokia chỉ ứng dụng công nghệ nano để sản xuất vỏ điện thoại. Trong tình hình thị trường điện thoại di động hiện nay, yêu cầu lớn nhất đặt ra cho các công ty là rẻ hơn, kiểu dáng hiện đại hơn, bền hơn và những yêu cầu này đang ngày càng cạnh tranh khốc liệt hơn với yếu tố lợi nhuận, buộc các nhà sản xuất phải tìm giải pháp mới. Công nghệ nano được một số công ty xem là giải pháp tối ưu nhất để tăng năng suất sản xuất và giảm tối đa chi phí. Tạo phân tử nano vàng
  4. Các nhà khoa học tại học ĐH Missouri (Mỹ) cho biết đã tìm ra cách tạo các phân tử nano vàng bằng cách sử dụng muối vàng, đậu nành và nước. Nghiên cứu này đã gây sự chú ý của giới khoa học trên khắp thế giới vì hiệu quả, tính thân thiện với môi trường và có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Phân tử nano vàng là những phần tử rất nhỏ của vàng không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Các phân tử nano vàng thường được các nhà nghiên cứu sử dụng trong việc phát hiện và điều trị ung thư, điều trị các bệnh về mắt liên quan đến di truyền, phát triển thế hệ xe ôtô xanh, các sản phẩm điện tử thông minh... Lâu nay, các công ty công nghệ nano luôn mong muốn chế tạo nhiều sản phẩm kích thước nano. Tuy nhiên các nhà khoa học lại tỏ ra lo lắng do phương pháp sản xuất các sản phẩm nano hiện nay tác động xấu đến môi trường. Với phương pháp của các nhà khoa học ĐH Missouri, hạn chế này đã được khắc phục do công nghệ hoàn toàn sử dụng những gì có sẵn trong tự nhiên. 29% số người có câu trả lời là đã biết nano có hiểu biết khá tốt về công nghệ này và có thể đưa ra một kiểu định nghĩa nào đó. 69% cho rằng kỹ thuật cấu trúc siêu nhỏ sẽ đem lại những lợi ích lớn trong tương lai. Giáo sư Nick Pidgeon, thành viên của một nhóm công tác chuyên về nano của Royal Society, nói: “Công nghệ liên quan đến vấn đề quy mô siêu nhỏ. Mỗi một nanomet chỉ bằng một phần triệu millimet về độ dài. Cũng chẳng có gì là quá ngạc nhiên khi nhiều người chưa bao giờ biết đến nano bởi thực ra đây vẫn là một lĩnh vực khoa học non trẻ”.
  5. Công nghệ nano hấp dẫn các nhà khoa học vì nó đem lại khả năng phát triển những máy tính cực nhỏ và nhiều thiết bị y tế siêu mini. Tuy nhiên, nó cũng làm dấy lên mối lo ngại về một nguy cơ tưởng tượng mà trong đó những phần tử nano với khả năng tự nhân bản ra các robot sẽ chiếm lĩnh thế giới của loài người. Nhiều người ủng hộ tin rằng nano sẽ rất hữu ích trong y tế đối với công tác chẩn đoán và điều trị ban đầu, nhưng cũng quan ngại về độ tin cậy của nó, nhất là những tác dụng phụ về lâu dài.
Đồng bộ tài khoản