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科技新突破,FORD率先将石墨烯导入应用


2020-07-27


科技新突破,FORD率先将石墨烯导入应用石墨烯是一种被用于涂层、手机零件或是运动用品上的材料。这种材料是由单一碳原子层构成的薄膜,不仅是目前所知最坚硬的奈米材料,而且具备十分优越的导电性质。经过多年的研究,这种材料即将走出实验室,成为科技产品不久之后,FORD也将成为第一个将石墨烯材料应用于汽车零件上的汽车品牌。
科技新突破,FORD率先将石墨烯导入应用被称为「神奇材料」的石墨烯强度是钢铁的200倍,同时也是导电性最好的材料之一。此外,它更是极薄且富有弹性的优良隔音材质。石墨烯因成本因素,难以在任何领域上的应用皆符合经济可行性。然而,FORD与专门研发製作美军作战装备的Eagle Industries,以及世界领先的石墨烯公司XG Sciences携手合作研发一种方式,能够在燃油轨外盖、泵浦外盖和引擎饰盖加入少量石墨烯,并将其优势发挥至极点。
「突破性的关键不是在于石墨烯本身,而是我们如何使用它。」FORD永续发展与新兴材料资深技术主管Debbie Mielewski表示。「之前还没有人关注到这个领域上的应用,我们仅使用了非常少量,不到0.5%的石墨烯,即可明显强化这些零件的耐用性、隔音效能以及轻量化。」
石墨烯是在2004年首次被分离出来,而突破性的应用则是相对近期的事。第一个分离石墨烯的实验是以含有石墨的铅笔芯和一条胶带完成,利用透明胶带黏住高定向热解石墨(HOPG),将有黏性的一面对折,再将胶带撕开,不断重複此过程并最终得到仅一层碳原子厚度的二维晶体材料石墨─石墨烯。该实验在2010年获得诺贝尔奖。
2014年FORD着手与供应商合作研究石墨烯,并测试如何应用于如燃油轨外盖、泵浦外盖和引擎饰盖等汽车零件上。在车室降噪工程上,普遍代表需在车辆上增加更多隔音材质,方能改善车舱内的静肃性,这亦同时增加了车重。然而,石墨烯的应用则恰好相反。
「少量石墨烯就能够发挥极大的效果。在这项应用当中,它明显地有助于吸音品质。」Eagle Industries总裁John Bull表示。FORD将石墨烯混入製作零件的发泡材料中,测试显示与没有加入石墨烯的成品相比,噪音降低了17%、材料机械性能提高了20%、耐热性亦提升了30%。
「很开心我们的产品能够为FORD和Eagle Industries提供性能的优势。与Ford等早期採用者合作,展现了石墨烯在多种应用中的潜力,我们期待将合作扩展到其他材料,并进一步提高性能。」XG Sciences首席执行长Philip Rose表示。石墨烯预计将于2018年底开始投入生产应用,并将首先应用于FORD F-150和Mustang车款的零件生产上,再延伸至品牌旗下所有车款。
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