Nanomateriály a jejich využití v dopravní technice

K těm nejvýznamnějším oblastem, ve kterých lze zaznamenávat nárůst nových materiálů, patří prokazatelně oblast dopravy (obzvláště automobilového průmyslu), elektrotechnického, elektrochemického, potravinářského a textilního průmyslu. Je známo, že rozvoj v automobilovém průmyslu roste velmi dynamicky a je tak jedním z nejsilnějších průmyslových odvětví.

Sledování trendů a vlivu nových materiálů v dopravě je ve většině případů směřováno do oblasti automobilového a leteckého průmyslu, doprava železniční je oblastí minoritní. Nezanedbatelnou oblastí je rovněž oblast nových materiálů přispívajících k pohonným obnovitelným zdrojům pro dopravu. Pozornost bude věnována dopravě automobilové, zmíněné budou rovněž poznatky z dopravy letecké.

Zatímco do osmdesátých let minulého stolení byly v automobilovém průmyslu preferovány materiály na bázi železa (resp. vysokopevnostní oceli), hliníku, hořčíku a jejich slitiny, jsou až do současnosti upřednostňovány kompozitní materiály, niklové slitiny a nové materiály (označované jako "high-tech" materiály). Do skupiny nových materiálů jsou řazeny materiály kovové, keramické nebo polymerní - plasty, nezanedbatelnou skupinou materiálů jsou rovněž slitiny titanu - obzvláště slitiny s tvarovou pamětí (angl. shape-memory alloy). Tyto nové materiály výraznou měrou ovlivňují spotřebu pohonných hmot, vedou ke snižování hmotnosti vozů či zvyšování bezpečnosti, ale také odolávají korozi, jsou odolné vůči oxidaci za vysokých teplot anebo odolné vůči opotřebení [1].

S rozvojem nových výrobních technologií a metod jsou do dopravy (automobilového a leteckého průmyslu) začleňovanány rovněž progresivní nové materiály, které se opírají mj. o rozvoj v oblasti nanotechnologií a nanomateriálů. V této souvislosti jsou stále více preferovány plastové materiály, resp. polymerní materiály. Dle současných studií lze těmito materiály nahradit značnou část ocelových částí vozů, kdy lze v běžných vozech nahradit na nosných a karosářských částech vozu až 50 % ocelového materiálu za materiál plastový, který vykazuje stejnou pevnost a kvalitu, ale váží mnohonásobně méně.

1.1 Nanomateriály a jejich vlastnosti
Pojem "nanotechnologie" je používán jako společný pojem, který zahrnuje různé obory nanovědy a nanotechnologie [2]. Nanotechnologií je souhrnně označován výzkum a technologický vývoj na atomové, molekulární nebo makromolekulární úrovni, v rozměrech 1 - 100 nm. V oblasti dopravy a dopravního inženýrství jsou však častěji formulovány termíny nananomateriály, resp. strukturované nanomateriály.
Nanomateriály jsou takové materiály, jejichž nové vlastnosti jsou určeny charakteristickými znaky (částice, klastry/shluky, dutiny) o rozměrech mezi 1 - 100 nm, přinejmenším v jednom směru. Z hlediska strukturního členění lze nanomateriály dělit dle jejich dimenzionality na (Obr.1.1) [3]

1) jednorozměrné (1D) - reprezentující nanovrstvy, tenké filmy, povlaky;
2) dvojrozměrné (2D) - typické pro nanodrátky, nanotrubice, nanovlákna;
3) trojrozměrné (3D) - charakteristické pro nanočástice, nanoprášky nebo kvantové tečky.

Dále čtěte na:http://projekt150.ha-vel.cz/node/132

ZDROJ:http://projekt150.ha-vel.cz