Ford 創新應用神奇材料「石墨烯」,打造輕量化及降噪性更佳車款

作者 | 發布日期 2018 年 11 月 29 日 12:21 | 分類 市場動態 , 材料 , 汽車科技 follow us in feedly

神奇材料石墨烯近期頗受汽車產業關注,有意用於汽車零組件的塗料、聚合物和電池。Ford 宣佈將應用這項二維奈米的石墨烯材料於汽車零組件,成為第一家應用石墨烯材料的汽車品牌。



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,能在燃油軌外蓋、泵浦外蓋和引擎飾蓋加入少量石墨烯,並將優勢發揮至極點。

「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 永續發展和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% 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 2004 年首次分離出來,突破性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 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。在車室降噪工程,普遍代表需在車輛增加更多隔音材質,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。

▲ 石墨烯輕量化及高硬度的特性,將能降低車艙內的噪音,讓乘客享受跟安靜舒適的駕乘體驗,有如整輛車戴上降噪耳機。

「少量石墨烯就能夠發揮極大的效果。這項應用中,明顯有助於吸音品質。」Eagle Industries 總裁 John Bull 表示。

Ford 將石墨烯混入製作零件的發泡材料,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%、耐熱性也提升 30%。

「很開心我們的產品能為 Ford 和 Eagle Industries 提供性能優勢。與 Ford 等早期採用者合作,展現了石墨烯在多種應用的潛力,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 年底投入生產應用,並首先應用於 Ford F-150 和 Ford Mustang 車款的零件生產,再延伸至 Ford 旗下所有車款。