بررسی تکنولوژی تغییر رنگ در خودروهای برقی در آینده نزدیک ممکن است در موتورهای الکتریکی، زمان شکننده شدن عایق کابل و نیاز به تعویض موتور را نشان دهد. دانشمندان دانشگاه مارتین لوتر هاله ویتنبرگ (MLU) همراه با ELANTAS ، بخشی از گروه مواد شیمیایی ویژه ALTANA ، فرایند جدیدی را ایجاد کرده اند که رنگها را قادر می سازد تا به طور مستقیم در عایق قرار گیرند. تغییر رنگ، نشان می دهند که لایه رزین عایق در اطراف سیمهای مسی در موتور تخریب شده است. نتایج در مجله Advanced Materials منتشر شد. مدت هاست که موتورهای احتراق مدرن دارای آشکارسازهایی هستند که به عنوان مثال تشخیص می دهند چه زمانی نیاز به تعویض روغن است و در بازرسی های غیرضروری صرفه جویی می شود. همچنین موتورهای الکتریکی نشانه هایی از سایش را نشان می دهند. در داخل آنها معمولاً از سیم های مسی کاملاً پیچیده استفاده شده است که با یک رزین عایق پوشانده می شوند. پروفسور ولفگانگ بایندر از انستیتوی شیمی در MLU توضیح می دهد: “این عایق با گذشت زمان تغییر می کند. زیرا کاهش دما و فرآیندهای شیمیایی موجب تخریب عایق می شود. با این وجود نمی توان از بیرون تشخیص داد که آیا عایق دور سیم داخل آن هنوز سالم است یا اینکه کل موتور باید تعویض شود.

پودر مس اتمایز

230,000 تومان

مشاهده و خرید

دانشمندان MLU وظیفه داشتند از طرف بخش ELANTAS ALTANA ، كه سیستم های رزینی ویژه ای برای چنین عایق هایی تولید می كند ، برای این مسئله راه حلی پیدا كنند. الكساندر فونتان ، شیمی دان در MLU توضیح می دهد: “تا كنون، محققان بر درجه تجزیه مواد تحت شرایط خاص تمرکز كرده اند.” سپس توصیه هایی در مورد مدت زمان لازم برای جایگزینی ارائه شد. با این حال، سایش واقعی به شرایط استفاده از آن بستگی دارد ، به ویژه دما. بنابراین فونتان یک دکل آزمایشی ایجاد کرد که از آن برای تجزیه و تحلیل چهار سیستم مختلف رزین در طی چندین ماه استفاده کرد تا تعیین کند که کدام محصولات تخریب در دماهای مختلف تشکیل می شوند.

سیم های مسی داخل موتورهای الکتریکی با رزین های خاصی عایق بندی شده اند که از آنها در برابر تأثیرات خارجی محافظت می کند.

وی کشف کرد که چهار سیستم رزین به طور مداوم در شرایط مختلف دما الکل خاصی را آزاد می کنند. وی می گوید: “ما با محققان و توسعه دهندگان در ELANTAS همکاری نزدیک کردیم تا یک مولکول حسگر برای این الکل پیدا کنیم.” به عبارت دیگر ، ماده ای که به راحتی قابل تشخیص است و وقتی الکل به آن متصل می شود ، خواص آن تغییر می کند. مولکول حسگر همچنین باید در برابر دماهای بالا و فرایندهای تولید طبیعی مقاومت کند. مورد دیگر این بود که خصوصیات الکتروشیمیایی عایق را تغییر ندهد. این انتخاب روی رنگی قرار گرفت که به طور معمول در زیر نور UV به رنگ نارنجی مایل به قرمز درخشان می شود. اما وقتی الکل به آن متصل می شود ، طیف رنگ به یک سبز روشن تغییر می یابد.

طیف های مختلف رنگ را می توان با استفاده از دستگاه های خاصی که مستقیماً در موتور نصب می شوند، تجزیه و تحلیل کرد. بایندر می گوید: “از این طریق می توانید بدون نیاز به باز شدن موتور، تعویض را بررسی کنید.” امیدوارم با این کار از تعویض موتورهای غیرضروری در آینده جلوگیری شود. عایق جدید می تواند در موتورهای وسایل نقلیه الکتریکی و همچنین در ماشین آلات و سایر تجهیزات استفاده شود. دکتر سایمون روست، رئیس تحقیق و توسعه در ELANTAS در هامبورگ ، می گوید: “این نتایج نشان می دهد که با ترکیب تحقیقات پایه دانشگاه و دانش فنی در زمینه کاربردهای تجاری می توان به دست آورد.”

ELANTAS در ابتدای سال حق ثبت اختراع برای روند جدید را ثبت کرد. این تحقیق توسط گروه مواد شیمیایی ویژه ALTANA تأمین شد و همچنین توسط پروژه BAT4EVER اتحادیه اروپا به عنوان بخشی از برنامه “افق 2020” تأمین مالی شد.

رنگی که به سیستم رزین اضافه می شود وقتی الکلی که توسط رزین آزاد می شود به آن متصل می شود تغییر رنگ می دهد

منابع:

Alexander Funtan et al, Self‐Diagnostic Polymers—Inline Detection of Thermal Degradation of Unsaturated Poly(ester imide)s, Advanced Materials (2021). DOI: 10.1002/adma.202100068