纳米技术将成为新世纪汽车发展的核心技术

1、纳米技术将成为新世纪汽车发展的核心技术 回忆工业革命史，我们不难发现，每次工业革命的引发，都是与基础学科的发展密不可分的。早在150年前，由于人类将尺寸准确到毫米，发明了蒸汽机，从而引发了第一次工业革命；当人类将尺寸准确到微米时，引发了以发电机、电动机等电器设备为代表的第二次工业革命，同时也使化学、汽车等工业得到了飞速发展。在人类将尺寸准确到纳米时，有可能再次引发新的工业革命，尤其是汽车工业的变革。当纳米技术广泛应用在汽车的发动机、材料、电子、工艺等各个方面时，纳米汽车也就诞生了。 纳米技术的概念 “纳米既是时空的度量单位，也是长度的度量单位，往往流行于后者的说法。换算方法为：1米=109纳米

2、，或1纳米是1米的10亿分之一，人的一根头发丝直径就约有七八万纳米长。“纳米技术这个术语最初是从“纳米一词延伸而来，是指对100纳米以下微小结构的物质和材料进行研究、处理的技术。 目前纳米技术应用主要体现在两个方面：即纳米材料和纳米器件方面。纳米材料如纳米碳、纳米铜、纳米纤维、纳米玻璃等材料；纳米器件如纳米洗衣机、纳米领带、扫描隧道显微镜用探针等等。 纳米技术在汽车材料上广泛应用 汽车零件主要由钢、铁、合金、铜、玻璃、塑料等材料组成，这些材料目前基本上都可运用纳米技术制作成纳米材料。例如，我国最近成功合成了世界上最长的“超级纤维纳米碳管，这种纳米碳管与钢相比，其体积是相同体积钢的1/6，强度却

3、是同体积钢的10倍。纳米铜的诞生，使金属又增加一个“奇异性能室温下的超塑性，其延展性比一般的铜高50余倍。如果将这些纳米材料广泛运用在汽车上，那么将来汽车不管是在质量上，还是在车身的强度、挠度及安全性能上，都要远远优越于现代汽车，因此也将一改“钢铁汽车的传统制造工艺。 纳米技术将使发动机产生质的飞跃 在这之前，陶瓷式发动机曾一度被专家们所看好。因为从理论上讲，选用陶瓷材料制作的发动机，具有磨擦力小、热损失低、质量轻、经济性强等许多优点，但是直到目前为止，陶瓷式发动机尚未进入有用性阶段。如果采纳纳米技术生产出来的发动机，它不但能克服传统陶瓷的韧性差、不耐冲击等弱点，还可广泛用于发动机的高温、易损

4、等关键部位，其结构和性能要远比陶瓷式发动机优越，而且还能解决生产厂家长期不能解决的小发动机、大功率这一矛盾。 纳米技术在润滑油上的应用 前不久，青岛在五辆大型公交车上试用一种由纳米技术合成的汽车护理剂。经过一系列的严格测试，发现这五辆公交车的油耗量，由原来的15升/百公里降到12.14升/百公里，耗油量下降了19%，五辆车平均节省燃油达16.2%，运行状况也得到显然改善，机油节省量达50%。这种“纳米润滑油的最大特点是：它所针对的是金属表面，而不是润滑油本身。这些极微小的烃类分子，由于金属表面的互相吸附，这些纳米微粒能够完全填充金属表面的细小微孔，从而使得这些成千上万的如液态状的小滚珠，能够最

5、大限度地减少金属与金属微孔间的摩擦和磨损。这种全新概念的单分子纳米润滑技术，将会给磨损部件的制定带来深入的变革。 纳米技术在燃油上的应用 目前在车辆中大量使用的汽油和柴油，由于其中含有少量的硫，发动机工作时，在燃烧过程中就会产生二氧化硫so2气体。如果在汽油或柴油中加入适量的纳米添加剂，它在发动机工作过程中就可以形成非常好的催化剂。经它催化后的燃油，不仅含硫量远远低于国际标准低于0.01%，且燃油的燃烧效率也因此大大提升。例如，我国北大技术物理系的李正孝教授，前不久利用纳米技术与先进的生产工艺相结合，成功研制出一种纳米燃油添加剂。试验时，他将这种添加剂加入到适量的燃油后，发现这种燃油添加剂在燃

6、油中能够迅速扩散成6纳米尺度长的球形小颗粒，这些小颗粒在热运动能量下，能够获得每秒达十几米的热运动速度，从而使燃油在布朗运动作用下，能够形成稳定的微乳液，在燃烧时，燃油可分裂成纳米尺度的油气颗粒，从而达到完全汽化、充分燃烧的效果。 纳米技术将使汽车轮胎变得五颜六色 当前，汽车轮胎几乎是清一的黑色。关于生活在大千世界的人们来说，一种颜色未免显得有些单调。由于在生产橡胶时，为了能够提升轮胎的强度、抗老化性及耐磨性，往往在生产过程中加入一定比例的碳黑来实现。如果在生产橡胶轮胎过程中运用纳米技术，不仅能够生产出各种各样的彩色轮胎来，而且还能够使轮胎侧面胶的抗折性能由目前的10万次提升到50万次，耐磨性

7、和强度大幅度提升。 纳米技术改善汽车尾气 如今，日益严重的城市大气污染问题已越来越引起人们的高度重视，因为它将直接威胁着人类的生存。我们知道，大气污染主要有两大来源：工厂烟囱的排放俗称固定源和汽车尾气俗称流动源。特别是汽车尾气，由于含有大量的二氧化硫、一氧化碳及氮氧化物等有害气体，而且又属于“近地层排放，严重污染着人类的生活空间及呼吸层，同时还易形成臭氧层，对人体的健康影响极大，到了非治理不可的地步。目前国内外治理汽车尾气的方式通常采纳电喷技术和三元催化转化装置。如果采纳纳米技术治理汽车尾气，其氧化-还原能力将远远超过目前采纳的作何技术。据一份由中国环境科学研究院提供的汽车尾气排放检测报告显示

8、：将试验用车的三元催化转化器卸下，然后加入纳米汽油添加剂运行3500公里后，发现该试验用车在双怠速运行下，其污染排放测试结果分别为：碳氢化合物排放下降了43.2%，氮氧化物排放下降了7.8%，污染率显然降低。 将来纳米汽车轮廓素描 将来的纳米汽车，不仅在外观上色彩鲜艳，而且更具有超越性能和广泛的制定空间，具体表现在以下几个方面： 牢固经用、安全可靠 由于纳米材料在汽车上大量使用，将来的纳米汽车在硬度、挠度及抗震性能上都会大幅度提升，其安全性能也随之增加，从而变得更加牢固经用和安全可靠。 小发动机室，大乘车空间 纳米技术的应用，将非常容易缩小发动机及相关零件的尺寸，使得发动机、底盘等装置更加紧凑，从而有效地增大驾驶室或乘车空间。 大功率、低排放 纳米技术在燃油及润滑油中的广泛应用，使将来汽车的节能程度大幅度提升，汽车也因此变得更加经济和普及，从而使将来汽车达到大功率、低排放的要求。 总之，纳米技术能够从汽车车身应用到车轮，几乎涵盖了汽车的全部，使得将来的纳米汽车更加经济舒适、安全可靠、动力强劲和色彩鲜艳。如