مدت زمان تقریبی مطالعه: 7 دقیقه
استفاده از گرافن در روغن موتور انقلابی در صنعت خودرو ایجاد کرده است. این نانوماده با کاهش اصطکاک، بهبود انتقال حرارت و افزایش طول عمر روغن و قطعات موتور، باعث بهبود عملکرد خودرو و صرفه‌جویی در مصرف سوخت می‌شود. روغن‌های تقویت‌شده با گرافن با کاهش اصطکاک، بهره‌وری انرژی را افزایش داده و در خودروهای شخصی و صنعتی کاربرد دارند. آینده‌ی روانکارها به‌سمت استفاده گسترده از گرافن در روغن موتور حرکت می‌کند.
گرافن چیست و چرا در روغن موتور استفاده می‌شود؟
گرافن یک ساختار لایه‌ای از کربن با شبکه‌ی شش‌ضلعی است که در سال ۲۰۰۴ به‌طور عملی کشف شد و به دلیل ویژگی‌های بی‌نظیر خود به‌سرعت توجه صنعتگران را جلب کرد. این ماده به دلیل مقاومت مکانیکی بالا و قابلیت انتقال حرارت استثنایی، در ترکیب با روغن موتور می‌تواند نقش مهمی در بهبود روانکاری و حفاظت از موتور ایفا کند.
وقتی صحبت از گرافن در روغن موتور می‌شود، منظور افزودن مقادیر بسیار کم (معمولاً در حد ppm) از نانوذرات گرافن به روغن‌های پایه است. این ذرات با قرار گرفتن بین سطوح فلزی متحرک، لایه‌ای محافظ ایجاد کرده و مانع تماس مستقیم فلز با فلز می‌شوند.
کاهش اصطکاک و سایش قطعات موتور
اصطکاک یکی از مهم‌ترین عوامل کاهش راندمان و افزایش استهلاک در موتورهای احتراق داخلی است. روغن موتور معمولی تنها تا حدی می‌تواند این مشکل را کاهش دهد. اما با افزودن گرافن، سطح تماس بین قطعات فلزی پوشیده شده و یک لایه‌ی نازک اما بسیار مقاوم تشکیل می‌شود.
مزایای کاهش اصطکاک با گرافن در روغن موتور:
افزایش طول عمر قطعات داخلی موتور (پیستون‌ها، رینگ‌ها، یاتاقان‌ها).
کاهش نیاز به تعمیرات پرهزینه.
بهبود راندمان کلی موتور.
کاهش تولید گرما در اثر اصطکاک.
بهبود انتقال حرارت در موتور
یکی از دلایل داغ شدن بیش از حد موتور، انتقال ضعیف حرارت از قطعات متحرک است. گرافن با داشتن رسانایی حرارتی بسیار بالا، به روغن موتور کمک می‌کند تا گرما سریع‌تر منتقل شود. این موضوع نه‌تنها از داغ شدن بیش از حد موتور جلوگیری می‌کند، بلکه باعث کاهش مصرف سوخت و افزایش عمر موتور نیز می‌شود.
به‌کارگیری گرافن در روغن موتور به‌ویژه در خودروهایی که در شرایط سخت (مانند دماهای بالا یا رانندگی طولانی‌مدت) فعالیت دارند، نقش حیاتی ایفا می‌کند.
افزایش طول عمر روغن موتور
یکی از دغدغه‌های اصلی رانندگان، زمان تعویض روغن موتور است. روغن‌های متدوال پس از مدتی دچار اکسیداسیون و کاهش کیفیت می‌شوند. اما تحقیقات نشان داده است که افزودن گرافن می‌تواند پایداری شیمیایی روغن را بهبود بخشد. این بدان معناست که روغن دیرتر فاسد می‌شود و خاصیت روانکاری خود را برای مدت طولانی‌تری حفظ می‌کند.
مزیت مهم دیگر این است که استفاده از گرافن در روغن موتور باعث کاهش دفعات تعویض روغن می‌شود که علاوه بر صرفه‌جویی مالی، به حفاظت از محیط زیست نیز کمک می‌کند.
کاهش مصرف سوخت و افزایش بهره‌وری
وقتی اصطکاک کاهش می‌یابد و موتور در دمای پایین تری کار می‌کند، سوخت کمتری مصرف می‌شود. مطالعات نشان داده که استفاده از روغن‌های موتور تقویت‌شده با گرافن می‌تواند مصرف سوخت را بین ۵ تا ۱۰ درصد کاهش دهد. حتی در مواردی کاهش مصرف سوخت تا 15 درصد نیز ادعا شده است. این کاهش مصرف در مقیاس بزرگ (مثلاً در ناوگان حمل‌ونقل یا کامیون‌ها) می‌تواند صرفه‌جویی عظیمی در هزینه‌های سوخت ایجاد کند.
علاوه بر کاهش مصرف، استفاده از گرافن در روغن موتور باعث افزایش توان خروجی موتور و بهبود شتاب خودرو نیز می‌شود. رانندگان تجربه‌ای بهتر و کم‌صداتر از رانندگی خواهند داشت.
عملکرد بهتر در شرایط سخت
موتورهایی که در دماهای بالا، مسیرهای طولانی یا شرایط سنگین (مانند ماشین‌آلات صنعتی یا کشاورزی) کار می‌کنند، نیاز به روغنی با کیفیت بالاتر دارند. گرافن با ایجاد لایه‌ای مقاوم، از سایش در شرایط فشار زیاد جلوگیری می‌کند و پایداری موتور را تضمین می‌نماید.
حتی در دماهای بسیار پایین نیز، روغن‌های موتور حاوی گرافن جریان‌پذیری بهتری دارند و موتور راحت‌تر روشن می‌شود. این مزیت برای مناطق سردسیر بسیار ارزشمند است.
کاهش آلایندگی و اثرات زیست‌محیطی
یکی از مشکلات بزرگ خودروها، تولید آلاینده‌های ناشی از احتراق ناقص است. استفاده از گرافن در روغن موتور به دلیل کاهش اصطکاک و بهبود راندمان، باعث احتراق کامل‌تر سوخت می‌شود. در نتیجه، میزان آلاینده‌هایی مانند CO و ذرات معلق کاهش می‌یابد.
همچنین کاهش دفعات تعویض روغن موتور، مقدار پسماند روغن‌های مصرف‌شده را کاهش می‌دهد که این موضوع به کاهش آلودگی محیط زیست کمک می‌کند.
دیگر کاربردهای روغن های گرافنی
فناوری گرافن تنها به خودروهای سواری محدود نمی‌شود. در حال حاضر، روغن‌های تقویت‌شده با گرافن در زمینه‌های زیر نیز استفاده می‌شوند:
کامیون‌ها و ماشین‌آلات سنگین.
موتورهای دیزلی در صنعت حمل‌ونقل دریایی.
تجهیزات صنعتی با فشار و اصطکاک بالا.
ژنراتورها و توربین‌های گازی کوچک.
این گستره‌ی وسیع نشان می‌دهد که آینده‌ی روانکارها به‌شدت تحت تأثیر گرافن در روغن موتور قرار خواهد گرفت.
آینده گرافن در صنعت روانکارها
با توجه به افزایش تقاضا برای خودروهای پرقدرت‌تر، کم‌مصرف‌تر و سازگارتر با محیط زیست، فناوری‌های نوین در حوزه روانکارها اهمیت بیشتری پیدا کرده‌اند. انتظار می‌رود در چند سال آینده، بسیاری از برندهای بزرگ خودروسازی و تولیدکنندگان روغن موتور، محصولاتی مبتنی بر گرافن را به‌طور گسترده روانه بازار کنند.
شکی نیست که گرافن در روغن موتور به یکی از ارکان اصلی صنعت حمل‌ونقل و خودروسازی آینده تبدیل خواهد شد. کاهش مصرف انرژی، افزایش طول عمر موتور و کاهش آلایندگی، تنها بخشی از مزایای بی‌شمار این فناوری است.
جمع‌بندی
استفاده از گرافن در روغن موتور تحولی بنیادین در صنعت روانکارها محسوب می‌شود. این ماده شگفت‌انگیز با کاهش اصطکاک، بهبود انتقال حرارت، افزایش طول عمر روغن و موتور، و کاهش مصرف سوخت، توانسته است توجه متخصصان و تولیدکنندگان را به خود جلب کند. در حالی‌که هنوز این فناوری در مراحل توسعه و گسترش است، آینده‌ی نزدیک نشان خواهد داد که گرافن چگونه می‌تواند به استانداردی جهانی در روغن‌های موتور تبدیل شود.
