2019年9月21日 星期六
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科技新突破,FORD率先將石墨烯導入應用
AUTONET記者:衛清風(11/30/2018)
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石墨烯是一種被用於塗層、手機零件或是運動用品上的材料。這種材料是由單一碳原子層構成的薄膜,不僅是目前所知最堅硬的奈米材料,而且具備十分優越的導電性質。經過多年的研究,這種材料即將走出實驗室,成為科技產品不久之後,FORD也將成為第一個將石墨烯材料應用於汽車零件上的汽車品牌。

被稱為「神奇材料」的石墨烯強度是鋼鐵的200倍,同時也是導電性最好的材料之一。此外,它更是極薄且富有彈性的優良隔音材質。石墨烯因成本因素,難以在任何領域上的應用皆符合經濟可行性。然而,FORD與專門研發製作美軍作戰裝備的Eagle Industries,以及世界領先的石墨烯公司XG Sciences攜手合作研發一種方式,能夠在燃油軌外蓋、泵浦外蓋和引擎飾蓋加入少量石墨烯,並將其優勢發揮至極點。

「突破性的關鍵不是在於石墨烯本身,而是我們如何使用它。」FORD永續發展與新興材料資深技術主管Debbie Mielewski表示。「之前還沒有人關注到這個領域上的應用,我們僅使用了非常少量,不到0.5%的石墨烯,即可明顯強化這些零件的耐用性、隔音效能以及輕量化。」

石墨烯是在2004年首次被分離出來,而突破性的應用則是相對近期的事。第一個分離石墨烯的實驗是以含有石墨的鉛筆芯和一條膠帶完成,利用透明膠帶黏住高定向熱解石墨(HOPG),將有黏性的一面對折,再將膠帶撕開,不斷重複此過程並最終得到僅一層碳原子厚度的二維晶體材料石墨─石墨烯。該實驗在2010年獲得諾貝爾獎。

2014年FORD著手與供應商合作研究石墨烯,並測試如何應用於如燃油軌外蓋、泵浦外蓋和引擎飾蓋等汽車零件上。在車室降噪工程上,普遍代表需在車輛上增加更多隔音材質,方能改善車艙內的靜肅性,這亦同時增加了車重。然而,石墨烯的應用則恰好相反。

「少量石墨烯就能夠發揮極大的效果。在這項應用當中,它明顯地有助於吸音品質。」Eagle Industries總裁John Bull表示。FORD將石墨烯混入製作零件的發泡材料中,測試顯示與沒有加入石墨烯的成品相比,噪音降低了17%、材料機械性能提高了20%、耐熱性亦提升了30%。

「很開心我們的產品能夠為FORD和Eagle Industries提供性能的優勢。與Ford等早期採用者合作,展現了石墨烯在多種應用中的潛力,我們期待將合作擴展到其他材料,並進一步提高性能。」XG Sciences首席執行長Philip Rose表示。石墨烯預計將於2018年底開始投入生產應用,並將首先應用於FORD F-150和Mustang車款的零件生產上,再延伸至品牌旗下所有車款。

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