Fémek helyett is

2002.04.17. 09:56
A rossz hőtűrés és a kis szakítószilárdság eddig gátat szabott a műanyagok széles körű felhasználásának. Egy forradalmi újításnak köszönhetően úgy tűnik, minden probléma elhárult a hódítás útjából.

A megoldást a nanotechnológia ipari alkalmazása jelenti. A nanokomponensekkel (a milliméter egymilliomod része méretű szervetlen anyag) kiegészített komplexek (speciális műanyagkeverékek) szilárdsága kiváló, fajsúlyuk kisebb, mint a hagyományos töltőanyagokkal készült műanyagé, a hidegben kevésbé ridegek, ráadásul a magas hőmérsékletet is jól tűrik.

 
   
   

Ami extra előny: a nanokomponensekkel készült műanyagok újrahasznosítása sokkal könnyebb a hagyományosnál, mivel fajlagosan kevés a műanyag keverékhez adott szervetlen anyag mennyisége. Az egészet úgy kell elképzelni, mint a vályoghoz kevert szalmát, ami szilárdítja a kész falazóanyagot. Eddig is kevertek a műanyagba szervetlen szálakat, különböző töltőanyagporokat, illetve használtak merevítőként szénszálat vagy üveget, ezzel jelentős többlettköltségekbe verték az autógyártót és közvetve a vásárlót.

A különbség most annyi, hogy a "nanoszalmaszálak" nagyságrendekkel kisebbek, ennek köszönhetően a kötőfelületük kis mennyiség esetén is sokszorosát teszi ki a hagyományos merevítőként használt anyagoknak. A klasszikus példa: miközben egy követ darabolunk, a felülete folyamatosan nagyobb lesz. A nagyobb felületre több molekula tapad. A hagyományos műanyagokhoz kevert adalék szemcséje ezerszer nagyobb a nanorészecskénél.

 
   
 

Az autógyártók további sikerként könyvelik el, hogy a nanoműanyag előállítása nem kerül többe a hagyományosnál. Mivel nagyobb szilárdság eléréséhez is tizedannyi töltőanyag-mennyiség kell, nincs szükség új öntőszerszámokra sem. Ráadásul eddig kizárólag fémekre alapozott területekre is betörhet.

A legkézenfekvőbb alkalmazási terület a karosszériagyártás, a GM idén a GCM safari és a Chevrolet Astro modellekben tette opcionálissá a felhasználást. A Toyota már egy évtizede is tett próbálkozásokat hasonló technológiák bevezetésére, de csak most vált biztossá, hogy akár a nagy igénybevételnek kitett motorikus alkatrészek gyártásához is ideális anyag lehet a nanoműanyag.

A nanoméretű adalékok felhasználásával a húzószilárdság 40 százalékkal nő, a hődeformitás hőmérsékleti határa 65 fokról 152 fokra emelhető, a hajlékonyság szintén jelentősen javul. A húzószilárdság növelése általában törékenyebb anyagot eredményez, a nanoműanyag viszont rácáfol az eddigi tapasztalatokra. A karosszériaelemek kisebb koccanás után - a kísérletek szerint - tökéletesen visszanyerik alakjukat , szemben akár a sokak által favorizált üvegszállal is (a kérdés csak az, mit nevezünk kisebb koccanásnak?).

Úgy tűnik, újabb kompozit anyag diadalmaskodik az autógyártásban. Igazi erényeit majd az elektromos és hibrid autók gyártásában csillanthatja meg, ahol elengedhetetlen a drasztikus súlycsökkentés, ráadásul fontos az ár/teljesítmény arány is.