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納米技術(shù)將成為新世紀(jì)汽車發(fā)展的核心技術(shù) 回顧工業(yè)革命史，我們不難發(fā)現(xiàn)，每次工業(yè)革命的引發(fā)，都是與基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展密不可分的。早在150年前，由于人類將尺寸精確到毫米，發(fā)明了蒸汽機(jī)，從而引發(fā)了第一次工業(yè)革命；當(dāng)人類將尺寸精確到微米時(shí)，引發(fā)了以發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)等電器設(shè)備為代表的第二次工業(yè)革命，同時(shí)也使化學(xué)、汽車等工業(yè)得到了飛速發(fā)展。在人類將尺寸精確到納米時(shí)，有可能再次引發(fā)新的工業(yè)革命，尤其是汽車工業(yè)的變革。當(dāng)納米技術(shù)廣泛應(yīng)用在汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)、材料、電子、工藝等各個(gè)方面時(shí)，納米汽車也就誕生了。 納米技術(shù)的概念 “納米”既是時(shí)空的度量單位，也是長(zhǎng)度的度量單位，往往流行于后者的說(shuō)法。換算方法為：1米=109納米，或1納米是1米的10億分之一，人的一根頭發(fā)絲直徑就約有七八萬(wàn)納米長(zhǎng)。“納米技術(shù)”這個(gè)術(shù)語(yǔ)最初是從“納米”一詞延伸而來(lái)，是指對(duì)100納米以下微小結(jié)構(gòu)的物質(zhì)和材料進(jìn)行研究、處理的技術(shù)。 目前納米技術(shù)應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：即納米材料和納米器件方面。納米材料如納米碳、納米銅、納米纖維、納米玻璃等材料；納米器件如納米洗衣機(jī)、納米領(lǐng)帶、掃描隧道顯微鏡用探針等等。 納米技術(shù)在汽車材料上廣泛應(yīng)用 汽車零件主要由鋼、鐵、合金、銅、玻璃、塑料等材料組成，這些材料目前基本上都可運(yùn)用納米技術(shù)制作成納米材料。例如，我國(guó)最近成功合成了世界上最長(zhǎng)的“超級(jí)纖維”納米碳管，這種納米碳管與鋼相比，其體積是相同體積鋼的1/6，強(qiáng)度卻是同體積鋼的10倍。納米銅的誕生，使金屬又增加一個(gè)“奇異”性能——室溫下的超塑性，其延展性比普通的銅高50余倍。如果將這些納米材料廣泛運(yùn)用在汽車上，那么未來(lái)汽車不論是在質(zhì)量上，還是在車身的強(qiáng)度、撓度及安全性能上，都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)越于現(xiàn)代汽車，因此也將一改“鋼鐵”汽車的傳統(tǒng)制造工藝。 納米技術(shù)將使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生質(zhì)的飛躍 在這之前，陶瓷式發(fā)動(dòng)機(jī)曾一度被專家們所看好。因?yàn)閺睦碚撋现v，選用陶瓷材料制作的發(fā)動(dòng)機(jī)，具有磨擦力小、熱損失低、質(zhì)量輕、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)等許多優(yōu)點(diǎn)，但是直到目前為止，陶瓷式發(fā)動(dòng)機(jī)尚未進(jìn)入實(shí)用性階段。如果采用納米技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)，它不但能克服傳統(tǒng)陶瓷的韌性差、不耐沖擊等弱點(diǎn)，還可廣泛用于發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫、易損等關(guān)鍵部位，其結(jié)構(gòu)和性能要遠(yuǎn)比陶瓷式發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)越，而且還能解決生產(chǎn)廠家長(zhǎng)期不能解決的小發(fā)動(dòng)機(jī)、大功率這一矛盾。 納米技術(shù)在潤(rùn)滑油上的應(yīng)用 前不久，青島在五輛大型公交車上試用一種由納米技術(shù)合成的汽車護(hù)理劑。經(jīng)過(guò)一系列的嚴(yán)格測(cè)試，發(fā)現(xiàn)這五輛公交車的油耗量，由原來(lái)的15升/百公里降到12.14升/百公里，耗油量下降了19%，五輛車平均節(jié)省燃油達(dá)16.2%，運(yùn)行狀況也得到明顯改善，機(jī)油節(jié)省量達(dá)50%。這種“納米潤(rùn)滑油”的最大特點(diǎn)是：它所針對(duì)的是金屬表面，而不是潤(rùn)滑油本身。這些極微小的烴類分子，由于金屬表面的相互吸附，這些納米微粒能夠完全填充金屬表面的細(xì)小微孔，從而使得這些成千上萬(wàn)的如液態(tài)狀的小滾珠，能夠最大限度地減少金屬與金屬微孔間的摩擦和磨損。這種全新概念的單分子納米潤(rùn)滑技術(shù)，將會(huì)給磨損部件的設(shè)計(jì)帶來(lái)深刻的變革。 納米技術(shù)在燃油上的應(yīng)用 目前在車輛中大量使用的汽油和柴油，由于其中含有少量的硫，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，在燃燒過(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生二氧化硫（SO2）氣體。如果在汽油或柴油中加入適量的納米添加劑，它在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中就可以形成非常好的催化劑。經(jīng)它催化后的燃油，不僅含硫量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（低于0.01%），且燃油的燃燒效率也因此大大提高。例如，我國(guó)北大技術(shù)物理系的李正孝教授，前不久利用納米技術(shù)與先進(jìn)的生產(chǎn)工藝相結(jié)合，成功研制出一種納米燃油添加劑。試驗(yàn)時(shí)，他將這種添加劑加入到適量的燃油后，發(fā)現(xiàn)這種燃油添加劑在燃油中能夠迅速擴(kuò)散成6納米尺度長(zhǎng)的球形小顆粒，這些小顆粒在熱運(yùn)動(dòng)能量下，能夠獲得每秒達(dá)十幾米的熱運(yùn)動(dòng)速度，從而使燃油在布朗運(yùn)動(dòng)作用下，能夠形成穩(wěn)定的微乳液，在燃燒時(shí)，燃油可分裂成納米尺度的油氣顆粒，從而達(dá)到完全汽化、充分燃燒的效果。 納米技術(shù)將使汽車輪胎變得五顏六色 當(dāng)前，汽車輪胎幾乎是清一的黑色。對(duì)于生活在大千世界的人們來(lái)說(shuō)，一種顏色未免顯得有些單調(diào)。由于在生產(chǎn)橡膠時(shí)，為了能夠提高輪胎的強(qiáng)度、抗老化性及耐磨性，往往在生產(chǎn)過(guò)程中加入一定比例的碳黑來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果在生產(chǎn)橡膠輪胎過(guò)程中運(yùn)用納米技術(shù)，不僅能夠生產(chǎn)出各種各樣的彩色輪胎來(lái)，而且還能夠使輪胎側(cè)面膠的抗折性能由目前的10萬(wàn)次提高到50萬(wàn)次，耐磨性和強(qiáng)度大幅度提高。 納米技術(shù)改善汽車尾氣 如今，日益嚴(yán)重的城市大氣污染問題已越來(lái)越引起人們的高度重視，因?yàn)樗鼘⒅苯油{著人類的生存。我們知道，大氣污染主要有兩大來(lái)源：工廠煙囪的排放（俗稱固定源）和汽車尾氣（俗稱流動(dòng)源）。特別是汽車尾氣，由于含有大量的二氧化硫、一氧化碳及氮氧化物等有害氣體，而且又屬于“近地層排放”，嚴(yán)重污染著人類的生活空間及呼吸層，同時(shí)還易形成臭氧層，對(duì)人體的健康影響極大，到了非治理不可的地步。目前國(guó)內(nèi)外治理汽車尾氣的方式通常采用電噴技術(shù)和三元催化轉(zhuǎn)化裝置。如果采用納米技術(shù)治理汽車尾氣，其氧化-還原能力將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前采用的作何技術(shù)。據(jù)一份由中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院提供的汽車尾氣排放檢測(cè)報(bào)告顯示：將試驗(yàn)用車的三元催化轉(zhuǎn)化器卸下，然后加入納米汽油添加劑運(yùn)行3500公里后，發(fā)現(xiàn)該試驗(yàn)用車在雙怠速運(yùn)行下，其污染排放測(cè)試結(jié)果分別為：碳?xì)浠衔锱欧畔陆盗?3.2%，氮氧化物排放下降了7.8%，污染率明顯降低。 未來(lái)納米汽車輪廓素描 未來(lái)的納米汽車，不僅在外觀上色彩鮮艷，而且更具有超越性能和廣泛的設(shè)計(jì)空間，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 堅(jiān)固耐用、安全可靠由于納米材料在汽車上大量使用，將來(lái)的納米汽車在硬度、撓度及抗震性能上都會(huì)大幅度提高，其安全性能也隨之增加，從而變得更加堅(jiān)固耐用和安全可靠。 小發(fā)動(dòng)機(jī)室，大乘車空間納米技術(shù)的應(yīng)用，將非常容易縮小發(fā)動(dòng)機(jī)及相關(guān)零件的尺寸，使得發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤等裝置更加緊湊，從而有效地增大駕駛室或乘車空間。 大功率、低排放納米技術(shù)在燃油及潤(rùn)滑油中的廣泛應(yīng)用，使未來(lái)汽車的節(jié)能程度大幅度提高，汽車也因此變得更加經(jīng)濟(jì)和普及，從而使未來(lái)汽車達(dá)到大功率、低排放的要求。 總之，納米技術(shù)能夠從汽車車身應(yīng)用到車輪，幾乎涵蓋了汽車的全部，使得未來(lái)的納米汽車更加經(jīng)濟(jì)舒適、安全可靠、動(dòng)力強(qiáng)勁和色彩鮮艷。如果說(shuō)，我們國(guó)家的汽車工業(yè)由于處在毫米、微米時(shí)代，因落后別人而付出巨大代價(jià)的話，那么，今天當(dāng)我們站在納米時(shí)代的同一起跑線上時(shí)，對(duì)于從事在汽車工業(yè)各條戰(zhàn)線上的科技工作者、工程師及企業(yè)家們來(lái)說(shuō)，應(yīng)牢牢把握住這一千載難縫的時(shí)機(jī)，攜手搶占21世紀(jì)汽車工業(yè)發(fā)展的這一核心技術(shù)——納米技術(shù)。 第 5 頁(yè) 共 5 頁(yè)