حوزه های صنعتـــی
حوزه های صنعتـــی
مشاهده گزارش

جی‌پلاس‌برد چگونه گرافن آینده صنعت خودرو را هدف قرار داده و تغییر می‌دهد؟

تاریخ : ۱۴۰۰/۰۲/۲۹ تعداد بازدید :‌ ۳۵۸
موضوعات : خودرو
نویسندگان : فائزه باغانی-مترجم
پروژه جی‌پلاس‌برد (G+BOARD) که توسط کنسرسیوم پرچمدار گرافن (Graphene Flagship) مستقر در اروپا اداره می‌شود، به توسعه یک پیشخوان ابزار خودرو مبتنی بر گرافن، بدون فلز، اختصاص دارد. جی‌پلاس در کنار افزایش عملکرد، هزینه‌های تولید و همچنین هزینه‌های سوخت را برای مشتریان کاهش می‌دهد. این داشبورد برنامه‌ریزی‌شده با نام جی‌پلاس‌برد، دارای مدارهای رسانا، حسگرها و دستگاه‌های فیزیکی ساخته شده از گرافن یا گرافن اکسید کاهش‌یافته است که جایگزین سیمهای مسی و کنترل‌های فلزی خواهد شد که در حال حاضر در داشبورد خودرو استفاده می‌شود.

جی‌پلاس‌برد چیست؟

پیش‌بینی می‌شود این داشبورد ضمن پشتیبانی از سطح بالایی از کیفیت، تجربه کاربری متمایزی را ارائه دهد. در عین حال انتظار می‌رود قیمت وسایل نقلیه را افزایش ندهد، زیرا مونتاژ ساده باعث کاهش هزینه‌ها می‌شود.

برخلاف داشبوردهای موجود، که اغلب آن‌ها از فلز استفاده می‌کنند، این پنل ابزار مبتنی بر گرافن به طور قابل‌توجهی به وزن کلی وسیله نقلیه اضافه نمی‌کند. با توجه به این که رویکردهای بخش خودروسازی به دنبال کاهش مصرف سوخت و آلایندگی کربن است، کاهش قابل‌توجه وزن به معنای پیشرفت عمده پایداری برای کل صنعت به شمار می‌آید.

سیستم‌های الکتریکی پیچیده جی‌پلاس‌برد توسط یک تکنیک نوشتار لیزری بر روی مواد پلیمری ساخته می‌شود. این فرآیند به کاهش وزن اجزا کمک می‌کند و بازیافت آن‌ها را آسان‌تر می‌کند. انتظار می‌رود این تکنیک این امکان را فراهم کند که قطعات چندمنظوره کاملاً قابل بازیافت و تماماً از رزین ترموپلاستیک و مواد پرکننده کربنی ساخته شوند.

 

مزایای استفاده از گرافن در خودرو

رسانایی بالا و شفافیت بصری گرافن آن را به ماده‌ای ارزشمندی تبدیل کرده است که می‌تواند در چندین نوع رابط کاربری بکار رود که معمولاً شامل نمایشگرهای کریستال مایع (LCDs) و صفحه نمایش‌های لمسی می‌شود. این نوع رابط‌ها بطور فزاینده‌ای در داشبورد وسایل نقلیه جدید نمایان شده‌اند. رابط صفحه نمایش لمسی به همان اندازه که عملکرد رانندگی، راحتی و ویژگی‌های ایمنی برای رانندگان و مسافران اهمیت دارد، مورد توجه قرار گرفته است.

با توجه به گسترش این فناوری، پیش‌بینی می‌شود حجم محتوای ارائه‌شده در نمایشگر وسایل نقلیه تجاری، افزایش یابد. گزارش‌ها حاکی از آن است که آمازون و گوگل در حال تولید محصولاتی هستند که برای وسایل نقلیه خودران طراحی شده‌اند، زیرا پیش‌بینی می‌شود که سرنشینان آینده تمایل فزاینده‌ای برای محتوای دیداری در حال حرکت (on-the-go) داشته باشند. برای این منظور، انعطاف‌پذیری که یکی از ویژگی‌های اصلی گرافن است، می‌تواند به منظور ایجاد صفحه نمایش‌های لمسی خمیده به کار رود. این خصوصیت امکان ایجاد طیف گسترده‌ای از امکانات جدید را برای مشاهده محتوا در داشبورد خودرو فراهم می‌کند.

برداشتن فلز و جایگزینی آن با ماده‌ای سبک‌تر، مزایایی برای تمام عمر یک وسیله نقلیه دارد؛ از جمله مصرف سوخت کم‌تر و فرآیندهای بازیافت آسان‌تر، که مورد دوم بیشتر به نفع صنعت خودرو است. هنگامی که نوبت به اهداف بلندپروازانه زیست‌محیطی می‌رسد، جایگزینی گرافن به جای فلز گامی کوچک اما ارزشمند است.

 

پروژه‌های Spearhead پرچمدار گرافن

پروژه جی‌پلاس‌برد یکی از ۱۱ پروژه پرچمدار گرافن است. این پروژه‌ها موسوم به «Spearhead» چندین تلاش علمی هستند که امیدوارند بتوانند گرافن را به صورت تجاری، قابل اجراتر نمایند. همانند دیگر پروژه‌های Spearhead، پروژه جی‌پلاس‌برد شامل تعدادی از اعضای سازمانی و شرکتی، از جمله غول خودروسازی، شرکت فیات کرایسلر (Fiat Chrysler)، شورای تحقیقات ملی ایتالیا و دانشگاه کمبریج است.

پروژه‌های Spearhead به منظور تولید محصولات واقعی برای عرضه به بازار در نظر گرفته شده است و قرار است محصول نهایی جی‌پلاس‌برد نیز در پایان توسعه به بازار عرضه شود. پس از تکمیل، چندین نمونه اولیه داشبورد در یک وسیله نقلیه مفهومی ساخته می‌شود و برای پذیرش در اختیار شرکت فیات کرایسلر قرار می‌گیرد.

در سال ۲۰۲۰، پروژه جی‌پلاس‌برد مشخصات فنی برای گروه نهایی اجزای سازنده را مشخص کرد و تعیین کرد چه موادی برای کاربردها و اهداف برنامه‌ریزی‌شده آنها ضروری است. این پروژه همچنین ترکیبات پلیمری و مواد لایه‌ای جدیدی مبتنی بر گرافن را توسعه داد. ارزیابی و مشخصه‌یابی این مواد نیز در طول این مدت انجام شده است.

 

بهبود فناوری نمایشگر

گنجاندن یک صفحه نمایش لمسی و دیگر ویژگی‌های «هوشمند» انگیزه بیشتری را برای توسعه داشبورد گرافنی ایجاد کرده است. در حال حاضر بیشتر صفحه نمایش‌های لمسی با استفاده از اکسید قلع ایندیم ساخته می‌شوند که هم پرهزینه و هم سخت و انعطاف‌ناپذیر است. گرافن گزینه بسیار ارزان‌تری است و در عین حال بسیار انعطاف‌پذیر است.

در حین استفاده، صفحه نمایش لمسی ممکن است در معرض استرس‌های فیزیکی مختلفی نظیر استرس‌های ناشی از تماس انگشت یا قلم اپراتور قرار بگیرند. اما در یک خودرو، صفحه نمایش‌های لمسی در معرض انواع به خصوصی از استرس قرار دارند و احتمالاً می‌توانند استرس ضربه را در صورت وقوع حادثه تجربه کنند. در نتیجه در نظر گرفتن دوام فیزیکی کلی صفحه نمایش لمسی، بسیار حائز اهمیت است.

ثابت شده‌است که گرافن به عنوان یک رسانای شفاف برای صفحه نمایش‌های لمسی، مزایای فراوانی از جمله انعطاف‌پذیری فیزیکی و یکپارچگی ساختاری بالا را فراهم می‌آورد. این ماده همچنین دارای پایداری شیمیایی بالاتری است و می‌تواند در بسیاری از تکنیک‌های ساخت مختلف مورد استفاده قرار گیرد و در محدوده طیفی وسیع، جذب کمی دارد. در حال حاضر، موثرترین شکل گرافن برای فیلم‌های شفاف رسانا، گرافن پلی‌کریستالی پیوسته با مساحت بزرگ است.

 

درباره نویسنده «برت اسمیت»

برت اسمیت (Brett Smith) نویسنده مستقل اهل آمریکا و دارای مدرک کارشناسی در رشته روزنامه‌نگاری از کالج ایالتی بوفالو است و ۸ سال سابقه کار در یک آزمایشگاه حرفه‌ای را دارد.

او در ابتدا زندگی حرفه‌ای خود را به عنوان یک تکنیسین آزمایشگاه در بخش خصوصی آغاز کرد. پس از آن متوجه شد که مهارت‌های ذاتی او بیشتر مناسب کار کردن با کلمات است تا اعداد. او مدرک روزنامه‌نگاری را دنبال کرد و پس از سال‌ها کار موفق در محیط آزمایشگاه، حرفه خود را به عنوان یک نویسنده مستقل شروع کرد. در نهایت، او توانست با تمرکز تخصص خود بر روزنامه‌نگاری علمی، غذا و فرهنگ کسب‌وکار مستقل خود را تأسیس کند.

نظرات

پاسخ به نظــر بازگشت به حالت عادی ثبت نظر

نظر شما
security code