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 sản xuất 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. 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.

Vật liệu siêu nhẹ Aerogel.

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 khả năng cách nhiệt. Các nhà hoá
học tại đại học 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.