Dažkārt lielākās pārmaiņas dzimst pavisam nelielos „iepakojumos” – tieši tā notika ar jaunā materiāla „Gratek” (augstas tehnoloģijas grafēna kompozīta) nonākšanu tirgū. Kanādā izstrādātais materiāls potenciāli var būtiski pārveidot autoindustriju, lai gan no malas tas var šķist pieticīgs. Tā radītājs uzskata, ka tas ir būtisks solis pretī vieglākiem un vienlaikus izturīgākiem transportlīdzekļiem.
Jaunā grafēna kompozīta rašanās
„Gratek” izstrādāja Toronto Universitātes pētnieks Nello Deivids Sansone, kurš par savu atklājumu saņēma balvu „Mitacs Innovation Awards 2025”. Šis apbalvojums apliecina, ka materiāls ir izraisījis nopietnu interesi gan zinātnes, gan industrijas aprindās. Jau ir apstiprināts, ka kāds no lielākajiem automašīnu ražotājiem plāno to ieviest savā ražošanā.
Jaunais kompozīts pārsteidz ar savām īpašībām: tas ir aptuveni par piekto daļu izturīgāks un gandrīz par piekto daļu vieglāks nekā parastais polipropilēna un stikla šķiedras maisījums. Šāds rezultāts panākts, izmantojot mazāk nekā vienu procentu grafēna, kas ļoti būtiski uzlabo kompozīta īpašības. Līdz šim šādu proporciju uzskatīja par neiespējamu, līdz zinātnieks izstrādāja pilnīgi jaunu risinājumu.
Jums varētu patikt šie:
„Gratek” priekšrocības un grafēna lielā problēma
Grafēnu jau sen uzskata par sava veida „brīnumainu” materiālu, taču tā praktiska izmantošana reālos izstrādājumos līdz šim ir bijusi ierobežota. Galvenais šķērslis ir grafēna tieksme savelties kopā gabaliņos jeb aglomerātos, kas vājina kompozīta struktūru. Tāpēc daudzos lietojumos grafēns no priekšrocības ir pārvērties par problēmu.
N. D. Sansone atrada veidu, kā panākt, lai grafēna nanokristāli saistītos tikai ar kompozītā esošo stikla šķiedru. Tādējādi tiek novērsta grafēna daļiņu nevēlama sakļaušanās, un grafēns sāk darboties kā iekšējs armējošais elements. Šī pieeja nostiprina visu struktūru pat tad, ja grafēna saturs ir ļoti zems.
Vēl viena būtiska priekšrocība ir nepieciešamības samazināt stikla šķiedras daudzumu, kas ļauj ietaupīt gan ražošanas iekārtas, gan izmaksas. Stikla šķiedra ātri nolieto griešanas un urbšanas instrumentus, tādēļ tās mazāks īpatsvars tieši pagarina iekārtu kalpošanas laiku. Masveida ražošanā šāds ietaupījums var sasniegt ļoti ievērošus apmērus.
Alternatīva krāsainām detaļām un nozares nākotne
Tomēr „Gratek” ir viens būtisks ierobežojums: grafēna dēļ materiāls vienmēr ir melns. Autoindustrijai tas parasti nav problēma, bet dekoratīviem vai labi redzamiem elementiem krāsu trūkums kļūst par mīnusu. Tāpēc zinātnieks izstrādāja otru, īpašībās līdzīgu materiālu – „Clatek”.
„Clatek” lielā mērā saglabā „Gratek” izturību un vieglumu, taču grafēna vietā izmanto haloisīta nanocaurulītes. Tas ļauj saglabāt baltu pamattoni un iekrāsot materiālu jebkurā vēlamajā krāsā. Tāpēc tas ir daudz piemērotāks redzamām un dekoratīvām automašīnu detaļām.
Jums varētu patikt šie:
„Gratek” ieviešanu automobiļu ražošanā plānots sākt jau pirms 2025. gada beigām, tādēļ pirmās detaļas, kas balstītas uz šo materiālu, tirgū varētu nonākt salīdzinoši drīz. „Clatek” industriāla izmantošana, visticamāk, sekos vēlāk, jo materiālam nepieciešami papildu testi. Abi kompozīti paver iespēju ražot vieglākas, drošākas un energoefektīvākas automašīnas.
Skats nākotnes kompozītmateriālos
N. D. Sansone turpina aktīvus pētījumus un jau strādā pie jaunā projekta „AegisX”, ko plānots ieviest tirgū ar jaunuzņēmuma „NanoMorphix” starpniecību. Šis kompozīts paredzēts caurspīdīgu un tekstila tipa bruņu izveidei, ko varētu izmantot gan militārajā jomā, gan aviācijā. Šādi risinājumi var pavērt vēl plašākas iespējas augsto tehnoloģiju inovācijām.
Ņemot vērā globālo tendenci samazināt transportlīdzekļu masu un vienlaikus paaugstināt drošību, „Gratek” un „Clatek” var kļūt par nozīmīgiem spēlētājiem visā nozarē. Vieglākas automašīnas nozīmē mazāku enerģijas patēriņu un lielāku efektivitāti, īpaši elektrotransportlīdzekļu segmentā. Tas ir vēl viens solis pretī tehnoloģiski attīstītākai un ilgtspējīgākai transporta nākotnei.
