当集成电路取代了电子管和半导体晶体管，1959年诺贝尔奖得主查理&米德多特；理查德·菲利普·费因曼在加州理工学院举办的美国物理学年会上预言:& ldquo如果人们能够在原子/分子尺度上加工材料，制造器件，将会有许多激动人心的新发现，人们将会开辟一个全新的世界。& rdquo如今，费曼的预言开始成为现实，这就是现在风靡全球的纳米技术。
所谓纳米技术，是指研究0.1-100纳米范围内的电子、原子、分子的内在规律和特性，并用于制造各种物质的一门全新的综合性科学技术。其中:1纳米等于十亿分之一米，这么微小的空空间，其实就是物质的基本单位，原子和分子之间的空空间。当物质是& ldquoSmash & rdquo到纳米级的精细和人造& ldquo纳米材料& rdquo，不仅改变了光、电、热、磁，还具有辐射、吸收、吸附等许多新特性。自20世纪80年代初电子扫描隧道显微镜发明以来，世界上诞生了一门以纳米为基础的微观世界研究学科——纳米科学。20世纪90年代，纳米科学发展迅速，产生了纳米材料、纳米化学、纳米力学、纳米生物学等。，而由此产生的纳米技术产品也是层出不穷，并开始涉及汽车行业。
纳米技术是汽车发展的核心技术。纳米技术可以从汽车车身应用到车轮，几乎覆盖所有汽车。纳米技术在汽车上的广泛应用，将减少汽车零部件的磨损，减少汽车的消耗，降低汽车的使用成本。一定程度上也能消除汽车尾气污染，改善排放。现在很多汽车产品都开始采用纳米技术，小纳米会给汽车带来很大的改变。
一、车用塑料橡胶
越来越多的塑料将用于汽车制造。纳米塑料可以改变传统塑料的特性，表现出优异的物理性能:强度高、耐热性强、比重更小。由于纳米颗粒的尺寸小于可见光的波长，纳米塑料可以表现出良好的透明性和高光泽，这样的纳米塑料将广泛应用于汽车。一些经过纳米技术处理的材料的耐磨性是黄铜的27倍，钢的7倍。
轮胎是用量最大的汽车橡胶。在轮胎橡胶的生产中，橡胶助剂多为粉末，如补强填充剂、促进剂和炭黑、白炭黑等抗氧剂。就粉末状物质而言，纳米化是目前的主要发展趋势。事实上，纳米材料与橡胶工业原本关系密切，大多数粉末橡胶添加剂的粒径都在或接近纳米材料范围，如炭黑粒径约为11 ~ 500nm；白炭黑的粒径为11 ~ 110 nm。自20世纪初以来，纳米材料在橡胶产品生产中的应用因炭黑而得到加强。20世纪40年代，纳米二氧化硅增强橡胶被成功开发用于制造轮胎。目前，世界著名的轮胎制造商都在逐步用白炭黑替代炭黑，制造绿色轮胎和节能轮胎。据调查，它已经替代了5% ~ 10%的炭黑。
新一代纳米技术已经成功使用其他纳米颗粒作为添加剂，而不是使用炭黑或白炭黑，如ZnO、CaCO3、Al2CO3、TiO2等。最大的变化是轮胎的颜色不再局限于黑色，可以有各种鲜艳的颜色。此外，新的纳米轮胎在强度、耐磨性和耐老化性方面都优于传统轮胎，例如轮胎侧胶的抗开裂性能将从10万次提高到50万次。
此外，通用汽车和蒙北美公司还成功开发了新一代纳米塑料材料，这种材料被称为聚烯烃热塑性弹性体。它是一种高性能的聚烯烃制品，具有常温橡胶弹性、密度低、弯曲大、低温耐冲击性高、易加工、可重复使用等特点。聚烯烃热塑性弹性体在汽车上应用的最大潜在市场是替代PVC用于大型配件。与PVC相比，它除了可回收利用外，还具有长期抗紫外线、颜色稳定、重量轻等优点。据相关行业预测，未来20年，纳米复合材料零部件将大量替代现有汽车塑料产品，市场潜力可观。
本产品广泛应用于汽车零部件。在汽车外饰件中，主要用于保险杠、散热器、底盘、车身外板、护轮板、活动车顶等防护胶条、挡风玻璃胶条等。在内饰方面，主要用于仪表板和内饰板、安全气囊材料等。
将会使用越来越多的汽车塑料。纳米材料在塑料中的应用不仅可以提高性能，还可以改变传统塑料的特性。比如纳米颗粒，尺寸小，透光性好。在塑料中加入纳米粒子，使塑料非常致密，从而使塑料表现出优异的物理性能:强度高、耐热性强、比重更小。由于纳米粒子的尺寸小于可见光的波长，纳米塑料可以表现出良好的透明性和高光泽。此外，传统塑料抗老化性能差，影响其推广使用。这是因为阳光中紫外线的波长在200 ~ 400 nm之间，容易使聚合物的分子链断裂，从而使材料老化。这个问题可以通过在塑料材料中添加能够吸收紫外线的纳米粒子来解决，例如二氧化硅和二氧化钛。这些都表明纳米塑料在汽车上的广泛应用。
二、汽车油漆
汽车油漆的剥落和老化是造成汽车美观性变差的主要因素，其中老化是一个难以控制的变量。影响烤漆老化的因素很多，但最关键的是阳光中的紫外线。前面说过，紫外线很容易使材料的分子链断裂，然后材料的性能就会老化。高分子塑料和有机涂料就是这种情况。更具体地说，紫外线会导致涂层中主要成膜物质的分子链断裂，形成非常活跃的自由基，进而导致整个主要成膜物质的分子链分解，最终导致涂层老化变质。就有机涂料而言，紫外线是所有因素中最具侵蚀性的，所以如果能避免紫外线的影响，烤漆的耐老化性能就能大大提高。目前屏蔽紫外线最有效的材料是TiO2纳米粒子。
TiO2 _ 2纳米粒子是80年代末发展起来的主要纳米材料之一。纳米TiO _ 2的光学效应随着粒径的变化而变化，尤其是纳米金红石型TiO _ 2具有随角度变化的颜色变化效应，是汽车涂料中最重要和最有前途的改性材料。纳米TiO2 _ 2主要屏蔽紫外线的散射，粒径是影响散射能力的重要因素之一。根据理论推导，纳米TiO2的粒径在65 ~ 130nm之间，具有最好的紫外散射效果。
纳米涂料用于防止碰撞中出现小划痕。汽车制造商戴姆勒·克莱斯勒公司近日宣布，将从2003年底开始采用一种新的纳米涂料用于汽车车身涂装，以防止碰撞中小划痕的发生。该公司研究人员经过4年多研发的纳米涂料可以在喷涂的车身上形成密集的网络结构，其中含有许多微小的陶瓷颗粒。对150辆汽车的测试表明，这种纳米涂料的亮度比传统涂料高40%，在车身与其他物体轻微碰撞时，其防划伤性能也比传统涂料好得多。新的涂料将在不久的将来用于梅赛德斯-奔驰E、S和SLK系列汽车，这种新的纳米涂料将从2004年开始用于该公司的所有其他系列汽车。
三。汽车尾气催化剂材料
随着中国等发展中国家经济的持续大幅增长，世界汽车数量也在逐年增加，由此带来的汽车尾气污染问题也越来越严重，成为世界各国政府关注的重要问题。添加催化转化器是目前解决汽车尾气污染的主要途径。用于汽车尾气净化的催化剂种类繁多，主流是贵金属铂、钯、铑作为三效催化剂，对汽车尾气中的CO、HC、NOx具有较高的催化转化效率。但贵金属有以下优点:(1)资源稀缺，不易获得，价格昂贵；(2)易被铅、硫、磷中毒，使催化剂失效。因此，在保持良好转化效果的前提下，部分或完全替代贵金属，寻找其他高性能催化剂材料已成为必然趋势。
用纳米稀土材料代替贵金属作为催化剂是当前的发展趋势之一。稀土元素具有独特的功能、特殊的原子结构和高活性，几乎可以与所有元素发生相互作用，因此具有独特的催化作用和性质。在贵金属催化剂中加入稀土元素，可以大大提高贵金属催化剂的抗中毒能力和高温稳定性，同时减少贵金属的用量。因此，稀土元素可视为理想的汽车尾气催化剂或其添加剂。此外，由于纳米颗粒的表面和小尺寸使材料的性能发生突变，产生其他更加优异的性能，因此稀土材料制成的纳米颗粒在汽车催化转化器中的应用将具有其他材料无法比拟的效果。
目前我国已经研制出一种纳米技术制成的乳化剂，按一定比例加入汽油后，可以使桑塔纳这样的汽车油耗降低10%左右。更值得注意的是，纳米技术在燃料电池中的应用可以节省大量成本。由于纳米材料在室温下具有优异的储氢能力，根据实验结果，在常温常压下，这些纳米材料可以释放约2/3的氢能量，可以避免昂贵的超低温液氢储存装置。
武汉大学化学与分子科学院在纳米二氧化钛研究方面取得突破。利用武汉大学的专利技术生产纳米二氧化钛，其成本只有国外的1/4左右。纳米二氧化钛的出现是80年代后期二氧化钛研究领域的新发展。日本和美国科学家发现，这种物质可以广泛用于高级轿车的金属面漆。在日本，涂有纳米二氧化钛的光催化板已被安装在高速公路和隧道的两侧，以去除氮氧化物和防止汽车尾气。目前世界上只有少数几家公司能生产纳米二氧化钛。
从以上可以看出，未来汽车技术的发展将与纳米技术密切相关。当然，如果汽车的所有部件都能纳米化，那么它的附加值会大大增加，但相对来说，它的成本和售价也会大大提高。所以，到目前为止，真正纳米化、商业化的汽车零部件还是有限的。但毫无疑问，汽车工业是现代工业的重要标志，纳米技术应用于未来汽车技术发展将是必然趋势，也将是汽车技术升级的保障。相信在不久的将来，纳米技术将在汽车制造领域得到更广泛的应用。
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