Aplicaciones de las nanopartículas de carbono en automoción

Las nanopartículas de carbono tienen unas propiedades excelentes como consecuencia de su alta relación de aspecto y de su naturaleza química. Además, son capaces de dotar a los materiales en los que van incluidos de estas excelentes propiedades por lo que son excelentes candidatas para el desarrollo de nanocomposites poliméricos. Uno de los principales usos de las nanopartículas es como agentes de refuerzo o como cargas funcionales en otros materiales. Las nanopartículas de carbono pueden resultar en una reducción de peso del material donde van incluido y en la obtención de materiales con mayor resistencia al impacto, conductividad eléctrica, resistencia, estabilidad térmica, resistencia al fuego, estabilidad dimensional,…

Esto hace que las nanopartículas de carbono y sus composites se puedan emplear en una gran variedad de sectores económicos: aeroespacial, construcción, energía, cosmética, electrónica, textil,….De entre ellos, el sector de automoción y transporte es uno de los que mayor volumen de nanomateriales consume debido al gran volumen de material que emplean y es en el que nos centraremos en esta entrada del blog.

Una de las primeras aplicaciones de las nanopartículas de carbono en este sector fue el empleo de negro de humo en los neumáticos de los automóviles. En origen y durante el manejo se encuentran en estado agregado pero durante la vulcanización las cargas se rompen y la reacción tiene lugar a la nanoescala. Actualmente, son muchos los trabajos que tratan de emplear nuevas cargas (nanosílice, nanotubos de carbono, nanoarcillas y nanotubos de carbono) para mejorar las propiedades de resistencia a la abrasión y rigidez del caucho original del neumático, reducir peso y así reducir el consumo de combustible del vehículo.

Otra aplicación de las nanopartículas es su uso en tanques de combustible o líneas de combustible para prevenir la ignición. En 2009 BASF lanzó un polímero con CNTs para la caja del filtro del combustible para el Audi A4 y A5. También podemos encontrar polímeros con CNTs para la tubos de las líneas de combustible o para las juntas tóricas. Las nanopartículas les proporcionan protección electroestática y mejora su permeabilidad a la gasolina y a sus componentes.

Las lunetas de los coches como se ha comentado en una entrada anterior del blog también son susceptibles de mejorar por la inclusión de nanopartículas de carbono. Un recubrimiento de nanotubos de carbono sobre ellas puede proporcionar conductividad eléctrica a la luneta. Al aplicar una pequeña carga se puede calentar de manera uniforme la luneta eliminando la condensación. Además, con esta aproximación se mantiene la visibilidad en todo momento.

La inclusión de nanopartículas en los componentes plásticos de los vehículos además de mejorar sus propiedades mecánicas puede hacerlos más fácilmente pintables mediante pintado electroestático. Los CNTs o CNFs proporcionan la conductividad necesaria para poder aplicar el proceso pintado electroestático estándar, elimina la necesidad de aplicar un recubrimiento primario obteniendo un buen acabo superficial y siendo medioambientalmente amigable. Estas propiedades eléctricas con las que se dotan a los plásticos se pueden emplear para el desarrollo de sensores y para aplicaciones de apantallamiento electromagnético, para prevenir fallos e interferencias de la radio, del sistema de navegación, de los equipos que se llevan en el vehículo como teléfonos móviles, reproductores MP3, sistemas con wifi….y mejorar la seguridad del usuario.

Además de las aplicaciones descritas, las nanopartículas de carbono se pueden emplear para el desarrollo de células solares y baterías, sistemas de control y navegación, supercapacitadores, controladores de emisiones,…

Se espera que para el 2015 el mercado de las nanotecnologías aumente significativamente, aunque existen distintos retos que deben superarse. Primeramente, se necesita mejorar el proceso de distribución y dispersión de nanopartículas para obtener nanocomposites con buena calidad en los que se alcance altos valores de rigidez sin afectar a las propiedades de impacto. Es conveniente desarrollar métodos de ensayo de nanocomposites en línea y métodos de modelizado del flujo y de la orientación de los nanomateriales en el composite. Además, deben alcanzarse grandes volúmenes de producción a bajo coste para cubrir rápidamente las necesidades del mercado.

Esta entrada fue publicada en Materiales avanzados para automoción. Guarda el enlace permanente.

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos necesarios están marcados *

*

Puedes usar las siguientes etiquetas y atributos HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>