Auto z nanocząsteczkami

Wbrew pozorom nie będzie to tekst z pogranicza science fiction, chociaż poruszana w nim tematyka mogłaby na to wskazywać. Nanotechnologia, bo o niej mowa, wkroczyła już bowiem w wiele dziedzin codziennego życia. Siłą rzeczy znalazła również swoje zastosowanie w motoryzacji. Początkowo nanocząsteczek używano wyłącznie w olejach silnikowych, potem pojawiły się one też w płynach chłodniczych i czyszczących, a także w elementach karoserii samochodowych, m.in. w szybach czołowych.

Nanotechnologia, czyli co?

Na początek trochę teorii. Pod pojęciem nanotechnologii kryje się szeroki zakres działań, w których stosowane są mikroskopijne cząsteczki o wymiarach nawet miliard razy mniejszych od milimetra, czyli właśnie nanometrycznych. Ogólnie przyjęło się, iż granice wymiarowe struktur nanometrycznych mieszczą się w granicach od 1,5 do 100 nm. Największy rozwój nanotechnologii można zaobserwować w medycynie, jednak w coraz większym stopniu wkracza ona też na inne obszary, w tym również w różne aspekty motoryzacji. Poniżej przedstawimy obecnie wykorzystywane struktury nanometryczne oraz ich oddziaływanie, związane z poprawianiem właściwości stosowanych już materiałów.

Dwusiarczki w oleju

Struktury nanometryczne pojawiły się jako pierwsze w olejach silnikowych. Dla polepszenia właściwości dodawany jest do nich dwusiarczek molibdenu. Zadaniem mikrocząsteczek tego związku, jest obniżanie tarcia wewnętrznego zachodzącego w strukturze oleju. Ponadto dwusiarczek molibdenu wypełnia mikrorysy powstające podczas obróbki powierzchni metalowych – w tym przypadku tłoków i cylindrów, co również ogranicza do minimum tarcie pomiędzy współpracującymi ze sobą elementami. Dwusiarczek molibdenu przynosi jednak nie tylko same zalety. Wadą stosowania tych mikrocząsteczek jest mała odporność na wysokie temperatury. Powyżej 500 st. C ulegają one rozpadowi, tracąc jednocześnie swoje właściwości. Problem wysokich temperatur rozwiązuje inny związek, którym jest dwusiarczek wolframu. Rozpada się on bowiem dopiero w temperaturach sięgających 1250 st. C. Nanocząsteczki tego związku są, podobnie jak ma to miejsce w przypadku dwusiarczku molibdenu, dodawane do olejów silnikowych. Ponadto można je znaleźć również w olejach stosowanych w przekładniach samochodowych.

Lepiej odbierać, lepiej czyścić

W ostatnim czasie na rynku pojawiła się również inna gama produktów motoryzacyjnych, które w swoim składzie zawierają nanocząsteczki. Chodzi o zmodyfikowane płyny do chłodnic, pozwalające na znacznie lepsze chłodzenie silnika od tradycyjnie stosowanych. Zadaniem nanocząsteczek jest skuteczniejsze odbieranie ciepła z głowicy jednostki napędowej oraz elementów metalowych jej korpusu, które następnie wraz z płynem chłodniczym jest transportowane do chłodnicy. Inny przykład praktycznego wykorzystywania mikrocząsteczek w nanotechnologii, stanowią preparaty przeznaczone do konserwacji i pielęgnacji nadwozi samochodowych. Zawarte w nich nanocząsteczki (m.in. krzemionki), tworzą niewidzialną gołym okiem powłokę na czyszczonych powierzchniach. Ich podstawowym zadaniem jest wypełnianie mikroskopijnych rys w lakierze samochodowym, które powstały na skutek jego mycia. Okazuje się również, iż nanocząsteczki mają również właściwości dezynfekujące i bakteriobójcze. Taką rolę spełniają związki srebra, coraz częściej stosowane przy dezynfekcji układu klimatyzacji, jak również w preparatach przeznaczonych do czyszczenia tapicerki samochodowej. Jeszcze inne Nanocząsteczki, m.in. dwutlenku tytanu, stosowane są w szamponach samochodowych. Na czym polega ich działanie? Przede wszystkim blokują one szkodliwe oddziaływanie promieniowania UV na lakier nadwozi pojazdów, mają również działanie antystatyczne i samoczyszczące.

"Czołowa" hydrofobizacja

I jeszcze jedno, coraz bardziej powszechne zastosowanie nanocząsteczek. Chodzi o szyby samochodowe, a konkretnie szybę czołową. Dzięki nanotechnologii możliwe jest przeprowadzenie na niej zabiegu nazywanego hydrofobizacją. Polega on na naniesieniu na powierzchnię szyby płynu zawierającego odpowiednie nanocząsteczki. Po wykonaniu tego zabiegu woda deszczowa nie rozpływa się po szybie, tylko gromadzi się w kroplach. Podczas jazdy te ostatnie nie przemieszczają się po całej szybie, są natomiast strącane poza jej powierzchnię. Hydrofobizacja szyby czołowej sprawdza się przy tym nie tylko podczas opadów deszczu. W sezonie zimowym utworzona warstwa zmniejszająca przyczepność wody, jest także w o wiele mniejszym stopniu narażona na powstawanie oblodzeń i oszronień. Podczas dużych spadków temperatury powstałe mimo to oblodzenie, da się o wiele łatwiej i szybciej usunąć.