英国研究人员推出世界上第一个汽车石墨烯复合组件原型

英国桑德兰大学(University of Sunderland)汽车复合材料教授艾哈迈德·埃尔玛拉克(Ahmed Elmarakbi)已经为汽车应用制造出了世界上第一个石墨烯复合材料部件的原型。

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Elmarakbi领导Task 10.11 – 汽车复合材料,是欧盟委员会未来和新兴技术旗舰的一部分。该项目正在探索石墨烯是如何被用来制造更轻,更坚固,更安全和更节能的车辆,革命性的全球汽车行业,它比人类的头发还要薄一百万倍。

在过去的两年中,桑德兰与来自意大利,西班牙和德国的五个研究伙伴的财团一起,在菲亚特克莱斯勒汽车公司的Centro Ricerche CRF的支持下,进行了一系列的测试,分析了石墨烯的性质,以确定它的行为用于增强汽车生产中的先进复合材料。

对于原型,该团队试图生产一个汽车保险杠,以突出复合材料的属性。研究人员将石墨烯嵌入聚合物中,并与传统的碳纤维或玻璃纤维混合,从而导致其性能发生变化,从而使其更轻,更坚固和更坚韧,从而使研究人员能够减少结构部件的厚度。

“我们在第一阶段发现的结果是显着的; 我们取得了比我们预期的更多的成果,“Elmarakbi说。“材料非常轻,非常坚固,我们所做的冲击测试显示比传统复合材料具有更高的比能吸收40%。它也更稳定; 当你击中它时,它是一个受控的断裂,即使在更高的速度下,它也能以受控的方式吸收能量。我们在开始的时候就预料到了这一点,但没想到结果如此之高。“

不过,Elmarakbi教授说还有一些挑战需要克服。首先,应用石墨烯存在困难。它应用的越厚,它变得越脆,就像石墨。

Elmarakbi说:“在石墨烯和聚合物之间取得平衡是至关重要的。“复合材料不能太弱,或太强,以致在发生碰撞时无法吸收能量。现代汽车的设计是为了防止乘客坠毁,而太复杂的汽车会把能量传递给乘客,从而危及他们的安全。“

其次,难以将石墨烯均匀地分散在聚合物中。

“我们现在有一个很好的统一分散,但这不是一件容易的事情。我们需要使其轻量化,同时也非常安全。到达这一点的部分挑战是,这是全新的,没有任何东西存在,我们所做的一切都是第一个。我们甚至必须设计软件来从头开始模拟石墨烯应用,“Elmarakbi说。

根据Elmarakbi的说法,旗舰的研究吸引了很多行业的兴趣,包括竞争激烈的全球汽车市场。

Elmarakbi表示:“我们正在与汽车制造商及其一级供应商进行谈判,他们对我们的工作非常感兴趣,以及未来如何应用我们的研究结果。“十年在汽车发展方面没有任何进展,他们的研发团队将远远超过这个水平,他们已经可以看到石墨烯的潜力。”

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