英国研究者发布世界首款车用石墨烯复合材料部件

 

       Elmarakbi是10.11车用复合材料计划的领导者，该计划是欧洲委员会的新兴未来旗舰技术项目的一部分。这个项目着重于探索如何用石墨烯（一个原子厚，比人的头发还要细百万倍）制造出更轻、更强、更安全、更节能的汽车，来颠覆全球的汽车行业。

 

      在过去的两年里，桑德兰大学还有来自意大利的五个研究伙伴组成的联盟，在克莱斯勒汽车公司研究中心的支持下进行了一系列测试，分析了石墨烯的性能以确定它用在车用先进复合材料时表现如何。

 

      在原型上，团队力求生产一个保险杠来突出聚合物的性能。研究者将石墨烯嵌入聚合物中跟传统的碳或玻璃纤维混合，从而导致了性能的改变——更轻、更强硬。这让研究者减少了结构件的厚度。

 

      “我们在第一阶段发现的结果是非常重要的，远超预期，” Elmarakbi说，“这个材料非常轻且强韧，冲击实验显示了比传统的复合材料高40%的比能吸收。这是一种冲击时可控的断裂，甚至在更高的速度时也能通过可控的方法吸收能量。我们在一开始就预料到了这一点，但没想到结果会如此之高。

 

      然而，Elmarakbi教授说仍存在待攻克的难题。首先就是应用石墨烯的困难。就像石墨一样，石墨烯越薄就越脆。

 

      “实现石墨烯和聚合物的平衡很重要，” Elmarakbi说，“复合材料既不能太脆弱，也不能太强韧----那就不能在碰撞中吸收能量了。现代车辆被设计为在撞毁时会压皱，以保护乘客。这就要求复合材料不能强度过高以至于传递碰撞能给乘客，必须为了安全做出妥协。”

 

       其次，让石墨烯在聚合物中均匀分散很难。“我们现在达到的均匀分布已经很不错了，但实现起来并不简单。我们需要把它重量减轻同时确保它的安全性。挑战的一部分是它是全新的，之前我们从没有做过类似的东西。我们不得不从零开始设计了一款软件来进行石墨烯应用的仿真。” Elmarakbi说。

 

       据Elmarakbi说，旗舰的研究已经给部门吸引了很多的利益，包括竞争高度激烈的全球汽车市场。

 

       “我们正在与汽车制造商及他们的一级供应商进行谈判，他们对我们的工作及将来如何应用我们的研究成果非常感兴趣。” Elmarakbi说，“10年在汽车行业的发展中微不足道，他们的研究和开发团队将远远超越这一范围。他们已经看到了石墨烯的潜力。”