Kapitola I. Nové technologie zaměřené na dopravní a manipulační zařízení

Úvod

Nové technologie pro dopravní a manipulační zařízení představují obrovský potenciál ve formě použití nových sofistikovanějších materiálů schopných odolat extrémnímu silovému zatížení vystavených při dopravě osob a materiálů, přepravě a manipulaci s materiálem. Jedná se např. o design nových strojů a zařízení mající 10x větší pevnost, odolnost proti opotřebení, koroziodolné materiály, materiály schopné regenerace povrchu apod. Tyto materiály jsou mnohem šetrnější k životnímu prostředí.

Kapitola popisuje obecně částicové systémy se zaměřením na nanomateriály a následně využití nanostrukturovaných materiálů pro obor dopravní a manipulační zařízení se zaměřením na dopravní průmysl. Rozšiřuje tak tolik potřebné nejnovější poznatky získané VaV do systému edukace a následně do praxe.

1.1        Částicové systémy

Částicové systémy ve své podstatě představují jakési rozhraní mezi látkovými fázemi, tzn.  že se zde vyskytují všechny fáze látek při běžných podmínkách tj. pevná fáze (částice látky), kapalná fáze (forma vlhkosti) a především plynná fáze (výplň mezičásticového plynného prostoru). Částicové systémy (obr. 1.1) obecně lze rozdělit dle velikosti a charakteru od nanostrukturovaných hmot (jeden rozměr částice max. 100 nm), superjemných struktur (řádově jednotky mm), jemných struktur (desítky mm), prášků (do 100 mm) až po partikulární hmoty (od 100 mm do jednotek mm) a kusovité materiály (desítky mm a více). Chování partikulární hmoty je kromě vlivů okolního prostředí tj. např. vlhkosti, teploty, konstrukce skladovacího prostoru apod. a dalších nepředvídatelných okolností ovlivněno interpartikulárními vazbami. Tyto vazby jsou především dominantní směrem od velkých po jemné a nanostrukturované částice, u kterých jsou tyto vazby rozhodující. U kusovitých materiálů jsou především rozhodující abrazivní vlastnosti (tvrdost a křehkost materiálu apod.), kdežto u partikulárních materiálů hrají primadhezivní síly. Pro práškové materiály jsou charakteristické kohezivní síly a zvláště pak elektrostatické a kapilární síly pro superjemné a jemné prášky submikronového charakteru. Pro nanostrukturované materiály je typická přítomnost Van der Waalsových interpartikulárních sil, kde u těchto rozměrů již nehraje roli velikost částic, ale jejich interpartikulární chování.

1.1.1        Úvod do problematiky studování nanomateriálů

Nanomateriály v procesu vedlejšího produktu zpracování jsou známy mnoho století v podobě používání různých nátěrů na keramiku, sklo a deskový podklad (vázy a keramika–Čína, obr. 1.3, 18. stol, čínská Lung Dynastie-částice zlata okolo 30 nm; obrazy renesance-Itálie apod.-Carbon black-saze – obr. 1.2).

Velice významná byla malířská technika způsobu kreslení barvou teple hnědého tónupřipravovanou spalováním bukového dřeva (vznik sazí-tzv. bistr, obr. 1.2) používaná především barokními mistry a to zejména v Itálii v 16. až 18. století. Bylo docíleno zvláštního rozmanitého odstínu světle hnědé-béžové až po temně hnědou. Zajímavý jev v minulosti byl také využíván např. přidáváním nanočástic stříbra a zlata za účelem dosažení jiného zbarvení přijiném spektrálním rozkladu světla na skle (jiné zbarvení při např. naplnění skla, osvitu apod., viz Lykurgovy poháry, starověký Řím, okolo 400 n.l., obr. 1.4).

1.1.2        Současné využívání nových progresivních materiálů v dopravní a  manipulační technice se zaměřením na dopravní průmysl  [2,3]

Pro dopravní průmysl představují nové technologie v podobě využívání nanostrukturovaných materiálů další z možných nástrojů, jak pomoci inženýrům zlepšovatdesignerské požadavky ze strany spotřebitele. V současné době a blízké budoucnosti představuje dopravní průmysl nový obrovský potenciál růstu a rozvoje nových možností vývoje ještě výkonnějších, bezpečnějších automobilů s nízkou spotřebou, emisemi, dokonalým designem a vyznačující se vysokou kvalitou jednotlivých dílů automobilu (obr. 1.5). Nanotechnologie a spolu související technologie ovlivní cca 60% veškerých výrobních procesů výrobyautomobilů,nákladních automobilů a autobusů v horizontu 10 let [12]. Nové technologie manipulace s nanočásticemi otevírají nové možnosti vyrábět součásti z lepších výkonnějších materiálů, používat nové mnohem účinnější technologie např. snižování emisí účinnějšímikatalyzátory apod. V rámci výroby nových součástek do motoru se otevírají netušené možnosti vývoje modernějšího pohonu eliminující tření a ztráty, využívání nových typů energií, snižování hmotnosti zařízení apod.

Tyto nové technologie v budoucnu ovlivní průmysl a zejména sníží dopady na životní prostředí, energetiku a další klíčová odvětví ekonomiky.

Již v současné době se snaží výrobci osobních automobilů využít technologie, které dovolují zlepšit jízdní vlastnosti vozidla a zejména konstruovat automobily splňující přísnější právní předpisy na emisní limity pro provoz po pozemních komunikacích a splňující požadavky na bezpečnost vozidla. Mezi nejdůležitější a nejběžnější trendy v oblasti nanotechnologií a využití pro automobilový průmysl je povlakování komponentů palivových systémů uhlíkatými nanotrubicemi, využití nanokompozitů pro účinnější využití katalyzátoru, využití nano přísad do mazacích systémů, zajištění antizamlžovacích efektů, antikorozních povlaků a samoopravujících se povlaků apod.

V nejbližší budoucnosti se předpokládá vývoj palivových článků, inteligentních pneumatik, lehkých konstrukcí, vývoje senzorů pro automobily a dalších materiálůs tvarovoupamětí přizpůsobující se aktuálním požadavkům a okolnímu prostředí. Budoucí nanocar -automobil  vybavený a sestrojený pomoci nanotechnologii bude bezpečnější, lehčí, rychlejší, sofistikovanější a mnohem šetrnější vůči životnímu prostředí(obr. 1.6)

Oblasti využití nanotechnologií pro dopravní (automobilový) průmysl:

  • energie (solární a palivové články), skladování energií, katalyzátor s úsporou paliva
  • konstrukční materiály (nižší hmotnost, zvýšená pevnost , tvrdost, houževnatost), využívání poznatků z technologií konstrukce nanomateriálů (uhlíkaté trubičky, nanovlákna, nanokrystaly, kvantové tečky), modelování a simulace, nanosenzory a nanooptika, nanomagnetizmus, nanobiofůze, nanoobvody a jejich architektura apod.
  • high-tech povlaky (tepelná ochrana, proti poškrábání, antikoroze, barevné efekty, odolnější proti UV záření) a samočisticí schopnosti (lotosový květ)
  • monitoring a inteligenční řízení, umělá inteligence (snímání a nastavování optimálních řídících systémů automobilu)
  • envinronment a recyklace

1.2       Oblasti využívání nanotechnologií v automobilovém průmyslu

 

1.2.1        Pneumatiky

Nanotechnologie v oblasti výzkumu a vývoje nových typů pneumatik hraje klíčovou roli, protože více než 25% hmotnosti pneumatiky je tvořeno nanočásticemi o velikosti 10 až 25nm. Výzkum v této oblasti může vést především ke zlepšení pevnosti pneumatik, odolnosti protiopotřebení a  zlepšení přilnavosti k vozovce vzhledem k podmínkám prostředí. Předpokládá se využití a modifikace materiály SiO2 a SiC pro zlepšení těchto uvedených vlastností.

První vlaštovkou v této oblasti je firma LANXESS, která vyvinula speciální látku Nanoprene používanou do pryžové části běhounu pneumatiky [3]. Použitím této látky do pneumatiky dochází ke snížení opotřebení což má vliv zejména na životní prostředí. Obvykle dochází vlivem opotřebení pneumatik k jejich úniku do okolního prostředí a silnou kontaminaci životního prostředí. Opotřebení pneumatiky je spojeno s přilnavostí pneumatiky k povrchu vozovky a valivého odporu pneumatiky a neexistuje varianta mít pneumatiku pro automobil s nízkou spotřebou, spolehlivostí na suchém a mokrém povrchu a pneumatiku, která má nekonečnou životnost. V případě pneumatik se jedná o základní jev- zvětšování povrchu pneumatik vlivem strukturovaného povrchu pneumatik z nanočástic, dochází ke sníženívalivého odporu vozidla a to má za následek snížení spotřeby a zvětšení životnosti pneumatiky.

Použití speciální technologie výroby povrchu pneumatik z nanočástic polymerizovaného styrenu a butadienu s příměsí SiO2 a SiC vytvoří jádra ukotvené do povrchu. Použití křemíku způsobí snížení valivého odporu a přilnavost povrchu za mokra. To se v konečném důsledku projeví v odolnosti proti opotřebení. 

Aplikace těchto suplementů do tradiční výroby pneumatik je zcela jednoduché, nicméně samotný postup, načasování, množství včetně technologie, optimalizace celého procesu je ve fází vývoje.   

Představme si pneumatiku budoucnosti-vyrobenou z nanouhlíkatých trubičeks nekonečnou životností a v podstatě s možností samoopravitelnosti. Samozřejmě, pak by byla tato pneumatika také mnohem pevnější než vozovka a vozovka by vyžadovalastejnou úpravu povrchu a to z uhlíkatých nanovrstev. Existuje zde také možnost chemické reakce vrchní vrstvy vozovky s všudypřítomným CO2 a možnost povrchového samoopravování v případě poškození vozovky díky vnějším vlivům.

Nanotechnologie jsou také použitelné v procesu změny barvy např. pneumatik na bázi přidávání suplementu siliky do základního stavebního prvku pneumatik-uhlíku.

1.2.2        Nanokompozity v interiérech automobilů

Obecně nanokompozity jsou látky složené ze dvou a více komponentů. Jeden komponent této látky je nanomateriál o velikosti řádově jednotek či desítek nanometrů. Tyto nanočástice jsou pevně ukotveny v inertní matrici druhého kompomentu. Obvykle tato matrice má jiné vlastnosti oproti nanočásticím a cílem je tyto vlastnosti vylepšit díky odlišným vlastnostem nanočástic (obr. 1.7). Nanočástice pak hrají dominantní roli při převaze částic díky obrovskému potenciálu povrchové aktivity-vysoký poměr vnitřních povrchových atomů. Dokáží zcela změnit-vylepšit vlastnosti materiálu tvořící matrici, přičemž je nutno zdůraznit nutnost pouzemalého množství tohoto materiálu.  Nanokompozity v automobilovém průmyslu představují obrovský potenciála to především z důvodu toho, že se jedná o polymerní látky s nízkou hmotností. Jedná se v podstatě o plasty vyztužené nanostrukturovanými částicemi. Nanokompozity jsoutvořeny základními typy nanoplničů: jílové plniče (nízké náklady) a uhlíkaté nanoplniva (vysoké náklady)-nanovlákna a nanotrubičky. Unikátní kombinace je tvořena nanoplnivy-jíly s termoplastickými materiály a uhlíkem s termoplasty a termosety. Tyto kombinace zajistí specifické unikátní vlastnosti materiálů. Jestliže se zabýváme otázkou proč právě použít nanokompozity v automobilovém průmyslu, odpověď je na snadě, nanokompozity dokáží uspořit cca 7 až 21% hmotnosti stejných konstrukcí, poskytnou dokonalejší vzhled materiálům, lepší tuhost konstrukce, lepší tepelnou stabilitu, zvýšenou houževnatostmateriálu, zlepšení kvalitypovrchu a lepší tuhosti použitých materiálů. Významnou položkou je nižší hořlavost materiálu a zvýšení trakčních vlastností vozidla.[6]

V současné době se klade velký důraz na polyolefíny-polyethylen a polypropylen-komerčně nejpoužívanější polymery. Jejich vlákna jsou použitelná pro plniče nanokompozitů a jsou charakteristická tím, že jsou chemicky odolná, lehká, ekonomická a zcela funkční pro nanokompozity. Tyto látky jsou charakteristické především úsporou hmotností a jsou použitelné pro vnitřní interiér vozidla. Jsou chemicky odolné a tepelně stálé.

Nanokompozity jsou vhodné zejména v interiéru vozidla, kde často nahrazují plasty. Nanokompozity v kombinaci nylon vs. jíly nanokompozity představují výzvuv automobilovémprůmyslu (viz. tab. 1.1). Stejně jako pryskyřicové matrice a nanoplniva. Nanokompozity představují obrovskou výzvu i přes svou vysokou cenu. Dokáží totiž zvýšit pevnost dílů, tím také bezpečnost pasažérů ve vozidle při zachování rozměrové stability, elektrické vodivosti a odolnosti proti hoření.  V současné době je kladen velký důraz na rozvoj nylon 6nanokompozitů (Unitika, Japonsko, viz. tab. 1.1).

Nanojíly dokáží vytvořit silnou nepropustnou bariéru proti postupu molekul plynu a to v kombinaci s matricí pryskyřice o tloušťce pouze 1nm, což je vrstva menší než vlnová délka a tudíž nebrání prostupu světla.

V dnešní době nanokompozity představují zlepšení vlastností a to především zvýšenítuhosti, tepelné odolnosti a zajištění odolné povrchové vrstvy vrchního laku vozidlazajišťující stálý lesk.Jak vyplývá z tab. 1.1 nanokompozity nacházejí široké uplatnění s ohledem na širokou nabídku maticových pryskyřic. Nové technologie v budoucnu se budou ubírat směrem nanostrukturních křemíků, uhlíkových nanotrubiček a keramických materiálů [6].

Tab. 1. 1. Přehled nanokompozitních suplementů pro automobilový průmysl

1.2.3        Základní nátěry

Základní složkou nátěrů jsou pigmenty a ty již samy o sobě obsahují superjemné částice považované za nanočástice. Pro černou barvu lze použít nanočástice „Carbon Black“, pro odstíny červené oxidy železa a je nutno si uvědomit, že obecně nanočástice pod 200 nm jsoutransparentní a nanočástice nad 200 nm difraktují světlo. Další jev využitelný v oblasti základní barvy automobilu je změna uspořádání nanočástic v elektrickém poli a je tudíž měnit povrchovou barvu vozidla.

Pro použití čistící vrchní krycí vrstvy je použitelná amorfní silika s částicemi okolo 12-15 nm(obr. 1.8). Tyto nátěry lze použít pro voděodolné nátěry (lodě apod.), nicméně velká nevýhoda je jejich cena, která je o cca 20-50% vyšší oproti klasickým nátěrům.

Nátěry na karoserii automobilu zabezpečují samočisticí efekt lotosového květu tím, že voda rychle odtéká z povrchu a bere sebou veškeré nečistoty. Nanovrstva zajistí vysoký lesk, UV stabilitu, odolnost proti jemnému mechanickému poškození, chemikáliím, solím apod. Je nutno ještě zmínit významný efekt uzavírání pórů laku automobilu a neutralizování nábojekaroserie automobilu. Toto je zcela podstatné, protože často dochází vlivem nabití povrchu nechráněného vozidla k přilnutí kovového mikroskopického prachu a možnost tvorby potenciální rzi automobilu.

Vyšší koncentrace nanočástic se vyskytuje při konstituci nátěru nano vrstvy skel automobilu - zvyšuje se tím hydrofobnost a lepší stékavost při dešti. Efekt se projevuje zvláště při vyšších rychlostech, kdy kapky deště „utíkají“ ze skla.

Další možné typy transparentních nanonátěrů se používají např. pro chromované akovové součásti vozidel, plastové součásti-způsobují dlouhodobé oživení povrchu vozidel. Zcela nová technologie průhledných nátěrů nachází nyní uplatnění proti zamlžení předních skelautomobilu. Technologie je založena na principu vytvoření průhledné tenké nanovrstvy nabáziuhlíkových nanotrubiček na vnitřní straně skla automobilu [8]- dokonalé odporové těleso, kde se ihned přivádí teplo ze zdroje 12V instalovaného v automobilu.

1.2.4        Katalyzátory

Katalyzátor je zařízení, pomocí něhož se realizují chemické procesy, které transformují některé škodlivé látky na látky méně škodlivé pro lidský organismus neboživotní prostředí. Dochází tím k výraznému snížení emisí NOx, CO a HC (urychlení chemické reakce). V současné době se používá v automobilech jako katalyzátor platina, rhodium a paladium.

 Jedná se o látky velice drahé a nanotechnologie nabízí velice účinné řešení snížení množství těchto látek pro použití v současných katalyzátorech. Princip použití nanočástic drahých kovů spočívá k pokrytí plochy katalyzátorů. Protože se jedná o nanočástice, je zapotřebí podstatně méně materiálu vzhledem k obrovské povrchovéaktivitě nanočástic pro nutnost proběhnutí reakce. Zpočátku byli výrobci skeptičtí k dané technologii z důvodu, že při vysokých teplotách výfukových plynů (okolo 1000°C) dochází k aglomerací částic a tím ke snižování účinnosti reakce, nicméně vhodným ukotvením samotných nanočástic na keramický kulovitý povrch řádově větší částice a strukturounanočástic lze zabránit narůstáním částic. Jedná se o významný posun ke zmenšení spotřeby těchto drahocenných kovů (řádově až o cca 50%-může se projevitsníženímceny) a snížením zatížení pro lidský organismus a životní prostředí, bereme-li v úvahu, že tyto kovy můžou vyvolat různé typy alergie a astmatu.

1.2.5        Palivové články s použitím nanotrubiček

Palivový článek patří mezi zařízení, které je schopno vytvářet elektrickou energii nazákladě elektrochemické reakce realizované v tomto zařízení. Zařízení se skládá z elektrod-anody a  katody, kde do anody se dodává palivo a okysličovadlo do katody (kyslík O2), přičemž prostory obou elektrod jsou odděleny a mezi nimi se nachází elektrolyt. Na katodě se kyslík redukuje na jeho aniony (O2-), které pak se stávají chemicky aktivní a ionty H+.  

V rámci palivového článku zůstávají elektrody při reakci bez významného opotřebovávání a tudíž jsou charakteristické vysokou životností. Pro materiál se v současné době používá v moderních technologiích stále více elektrod zhotovených z uhlíkových nanotrubiček nanopovlakované platinou nebo palladiem s velikostí částic okolo 3nm. Vlivem použití nanomateriálu dochází ke snížení potřebné teploty k vývinu reakce (teplota okolo 80°C). Cílem je použití cca 20g platiny na výkon článku 100 kW.

Chemické reakce na anodě:

H22H++2e-

Chemické reakce na katodě:

O2+4H++4e-2H2O

V současné době se realizuje průzkum technologie snižování množství platiny na elektrodách. Nanášení částic platiny se realizuje pod tlakem společně v prostředí argonu a výsledná vrstva je silná pouze několik atomů (obr. 1.10). Tato technika přispívá k snížení množství platiny katalyzátoru a zvýšení dostupnosti pro široký rozsah odběratelů.

1.2.6        Nanofluidy [11]

Nanofluidy sebou přinášejí netušené možnosti na poli rozvoje koloidní suspense nanočástic o velikosti 1 až 100 nm v základním médiu. Unikátní vlastnosti odvodu teplakapalin jsou zde posíleny vlivem výskytu nanočástic. Použití je možné především pro aplikace chlazení výroby, pro chemické a farmaceutické firmy, lečebné postupy, kosmetiku, atd. Uplatnění pak lze nalést především v oblasti letecké a vesmírné techniky, chemického inženýrství, elektrotechniky, strojírenství, jaderné techniky apod. Nanomateriál rozptýlený v médiu má svou vlastní povrchovou chemii a je schopen interagovat s biomolekulami.  Tyto nanočástice mohou být nositeli receptorů pro celou řadu bioagentů používaných např. proti bioterorismu pro detekci malého množství látek. 

Nanofluidy (tekutiny s částicemi v nano rozměru) představují další potenciál v rámci využití transformace tepla. Jedná se o využití nanočástic v chladícím médiu, kdy dochází k lepšímu přenosu tepla a lepší tepelné vodivosti. Částice jsou rozptýleny rovnoměrně, nedochází k sedimentaci a dokáží společně s médiem vytvořit stejnorodousložku. Materiál částic je nejčastěji použit jako vodič se skvělou teplenou vodivostí- měď apod. Kombinace zlepšení chladících a mazacích schopností v rámci použití fluidů je řešením budoucnosti pro nové high-tech oleje a mazadla.   

V minulosti často docházelo k vývoji chladících a mazacích emulzí pro automobilové motory a průmyslové zařízení, nicméně se zde vyskytl problém s velikosti těchto mikročásteček v řádech mikrometrů. Tyto částice byly leckdy viditelné pouhým okem a sedimentovaly na dno potrubí a nádrží nebo leckdy utvářely film na stěnách zařízení. Tyto částice způsobovaly sekundárně opotřebení rotačních součástí.

Nanočástice dispergované ve vhodné kapalině dokáží vyřešit tyto problémy. Nanofluidy jsou tvořeny nejčastěji nanočásticemi uhlíku, mědí a oxidu měďnatého v mediu-oleji, vody nebo např. v automobilech směsí vody a ethylenglykolu. Nejnovější výzkumu z této oblasti ukazují na možnost ohromného zvětšení vedení tepla až o 15% přidáním 3%nanočástic oxiduměďnatého k ethylenglykolu (Argone National Laboratory, USA). Překvapení ovšem nastalo, když pouhé 0,3% 10 nm kulových částic čisté mědi bylo přidáno k ethylenglykolu a došlokezvětšení kapacity přenosu tepla o 40%.  Nejdůležitější ovšem je samotná technologie míchání částic s médiem. Byla vyzkoumána problematika míchání založeného na kondenzaci plynného oxidu kovu do samotných částic o průměru 30-50 nm a následného promíchání se samotným médiem. Další metoda je založena na prvotní tvorbě nanočástic v základním mediu a pak přimíchávání do samotného nosného média. Tato metoda je méně nákladná, nicméně je zapotřebí velké množství média.

  Existuje jednoduché vysvětlení činnosti nanočástic v rámci fluidů:

  • zvětšení plochy odvodu tepla použitím nanočástic a zvýšení tepelné kapacity samotného média,
  • zlepšení odvodu teploty média,
  • zvýšení interpartikulárních kontaktů (kolize částic s médiem)
  • turbulentní charakter média a nanočástic,
  • zlepšení mazacích schopností a chladícího výkonu.

Použití nanofluidů do automobilů zlepší chladící schopnosti samotného motoru. Jedná se o zajištění lepšího odvodu tepla z míst teplejších do míst chladnějších např.automatická převodovka apod.

1.2.7        Tribologie-obnovování mazacích povlaků, obnovování povrchových vrstev

Tribologie a nanomateriály představují novou výzvu v procesu vylepšení vlastností a schopností regenerace materiálů. Jedná se o cílené dopravování nanomateriálův zapouzdřené podobě do místa poruchy povrchu (mikrokapsle). Tímto způsobem se dají opravovat silně poškozené nátěry s tendenci koroze, plasty v závislosti na okolnímprostředí. Princip použití těchto materiálů dovoluje úplné zapouzdření poškozeného místa. Kromě toho dochází k žádoucí chemické opravě poškozeného povrchu pouze v daném kritickém místě na základě cílené dopravy na kritické místo.

Proces opravy povrchu se realizuje pomocí mikrokapslí naplněných tekutým monomerem a celý tento systém se realizuje v médiu-katalyzátoru-kde jsou tvořeny strukturální polymerní matrice schopné realizovat proces polymerace-obnovy povrchu. V případě poškození povrchu, na kterém se objevují praskliny, dojde k iniciaci protržení mikrokapsle a uvolnění polymeru „tzv. uvolnění léčivé látky“ do poškozeného místa (resp. roviny, kde dojde ke vzlínání látky). Následně „léčící“ monomer reaguje s katalyzátorem, spouští se proces polymerace, tvorby vazeb a uzavření poškozeného povrchu (obr. 1.11).

1.3       Potenciál využití nanotechnologií v automobilech, otázky životního prostředí

Automobilový průmysl v České republice dosahuje přibližně 10% HDP, podíl v celkové průmyslové výrobě je asi 20%, vývoz činí 17%. V České republice se  vyrobilo za rok 2009

1125 000 aut a to především díky výrobcům Škoda Mladá Boleslav, TPCA Kolín aHYUNDAY Nošovice. Nicméně je zapotřebí si uvědomit, že v ČR se vyrábí spousta dílů pro zahraniční automobily (světla, těsnění apod.).        

Automobilový průmysl představuje velký potenciál a v ČR velkou konkurenceschopnost pro zkvalitňování a vylepšování vlastností jednotlivých dílů na bázi implementace nejnovějších výzkumů z oblasti nanotechnologií zaměřených na automobilový průmysl [12].

V současné době jde především o využívání nanokompozitových dílů v interiérech luxusních automobilů (General Motors) pro snížení celkové hmotnosti a zlepšení kvality povrchu (sklo ošetřené nanočásticemi polypropylenu, ušlechtilé polymery, montmorilonitové jílové nanočástice apod.).

Co se týče vlivu na životní prostředí, v minulosti se tento vliv týkal především uvolňování nanočástic při montáži automobilů, při stříkání barev, obrábění součástí apod.  Další významným faktorem je uvolňování nanočástic v průběhu životnosti automobilu-opotřebení pneumatik okolo komunikací, únik katalytických částic do životního prostředí apod. Tyto částice mohou zcela negativně (těžké kovy nanočástic) ovlivnitživotní prostředí a mítzásadní vliv na lidský organismus a to v negativním smyslu. Díky svému rozměru a svým aktivitám (povrchovému potenciálu, interparkulárním silám) ovšem tento vliv je mnohem dominantnější už několik staletí, než si dokážeme představit a to z toho důvodu, že donedávna jsme nebyli schopni tyto částice detekovat. Nanočástice mohou pronikat do lidského organismu různými způsoby a narušit strukturu DNA. To může být příčinou např. zhoubného nekontrolovatelného bujení, vývoj dalších chorob blízkých mutací organismů a nemocí z ozáření.

Nanočástice zafixované do nosné matrice (nanokompozity) nepředstavují žádné riziko, protože jsou pevně zakotvené v matrici. Velmi velké riziko nastává při technologiích s uhlíkovými nanovlákny a nanotrubicemi, operace s nimi vyžaduje zvýšenou pozornost společně s nanosférickými kovovými částicemi. U nanočástic nehraje velkou roli hmota, ale aktivní povrch částic.

Reference

[1]

www.chemie.hu-berlin.de/agrad/publications/Lycurgus.pdf

[2]

Helmut Kaiser Consultancy

 

[3]

www.nanowerk.com/news/newsid=2980.php

[4]

www.prasident.stylove.com/

[5]

 www.ridelust.com/category/maserati/page/2/

[6]

www.ptonline.com/articles/200110fa3.html

[7]

Kurt Olson, PPG

[8]

www.odbornecasopisy.cz/res/pdf/36284.pdf

[9]

www.cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Fuell_cell.jpg

[10]

www.princeton.edu/~chm333/2002/spring/FuelCells/Catalysts.shtml

[11]

www.emich.edu/public/coatings_research/smartcoatings/related_articles/Ne...

[12]

www.advantageaustria.org/cz/events/ASC-Automotive-Tschechien-2009.cs.jsp...


There are currently no posts in this category.