طراحي لاستيك هوشمند خودترميمشونده توسط گودير
متخصصان گودير، هر ساله، انواع مختلفي از تايرها را به بازار عرضه ميكنند. تلاش آنها اين است كه هر محصول، آجهايش نسبت به نمونهي قبلي، چند ميليمتر دوام بيشتري داشته باشد. اين روند قرار است بهكلي تغيير كند. اين شركت آمريكايي بهتازگي، دورنمايي از تايرهاي نسل جديد خود ارائه كرده است كه بهطور خودكار آجهاي خود را احيا ميكند.
اين نوع تايرها reCharge ناميده شدهاند. اين طرح مفهومي، صنعت لاستيكسازي گودير را از اين جهت نجات خواهد داد كه منجر به توليد پسماند كمتري خواهد شد. سال ۲۰۱۷ در كشور آمريكا، حدود ۲۵۰ ميليون لاستيك فرسوده اوراق شد. از طرفي، تاير يكي از اجزاي خودرو است كه در طول عمر يك وسيله نقليه، بارها نياز به تعويض پيدا ميكند. گودير در وهلهي اول تلاش كرده است تا تايرها را به تجهيزاتي با طول عمر بالاتر تبديل كند.
طراحي تايرهاي reCharge مشابه مرهم لب است. در مركز چرخ خودرو، يك كارتريج مدور حاوي فشار قرار دارد كه در داخل آن نيز، تركيبات تجديدپذير بهصورت مايع وجود دارد. وقتيكه خودرو پس از مدتي كار ميكند و آج تايرها كاهش مييابد، اختلاف فشار ميان كارتريج و سطح تاير، اين تركيب را بيرون ميكشاند. اين ماده از يكسري كانالهاي شعاعي از مركز چرخ به سطح تاير حركت ميكنند. در اين ميان، يك شبكهي مشبنديشده در اطراف چرخ وجود دارد كه فرم آجهاي تاير را روي تركيبات بيرون آمده اجرا كرده بهطوريكه آجها قالب دلخواه را به خود ميگيرند. در اين سيستم فرضي، تاير و چرخ خودرو، يك واحد را تشكيل ميدهند و برخلاف تايرهاي سنتي امروزي كه تاير به حاشيههاي فلزي چرخ خودرو متصل ميشود، در اين مدل مفهومي، از فشار هوا براي تحمل بار استفاده نميشود. درواقع وقتيكه خودرو در جاده حركت ميكند، تركيبات تاير در معرض هوا سفت شده و آجهاي آن مداوم توليد ميشوند.
موادي كه در ساخت اين تايرها استفاده ميشود، از جنس تركيبات تجديدپذير هستند كه شامل پلاستيك گياهي و ابريشم مصنوعي ميشوند. اين تركيبات به مراتب سازگاري بيشتري با محيط زيست دارند؛ درحاليكه لاستيكهاي امروزي از پليمرهاي نفت خام هستند و از كربن سياه و سيليس در ساخت آنها استفاده ميشود. همچنين استفاده از ابريشم عنكبوت مصنوعي، به تقويت ويژگيهاي پلاستيك گياهي كمك كرده درنتيجه، اين تايرها ديرتر ساييده ميشوند و عمرشان افزايش مييابد.
استفاده از اين سيستم، مصرفكننده را از تعويض مكرر تايرهاي فرسوده بينياز ميكند. طبق اعلام گودير، در اين تايرها كافي است كه تنها محفظهي مركزي طي مسافتي مشخص تعويض شود. اين بهمعني توليد پسماند كمتر است چراكه تايرهاي فرسودهي كنوني، باوجود سالمماندن ساختار زير آج و جدارهي لاستيك، دور انداخته ميشوند.
اين مدل مفهومي، در ساخت آن از ايدههاي جالب ديگري نيز استفاده شده است. بهگفته گودير، حسگرهايي در ساختار اين تاير تعبيه شده است كه قادر است ميزان ساييدگي لاستيك و همچنين سبك رانندگي را تحليل كند و براساس آن تركيب مناسب تاير را انتخاب كند. ترمزگيريهاي شديد و رانندگي تهاجمي، نوعي تركيب تاير را فعال ميكند و در مقابل، گشتزدن معمولي در جادهها، نوع ديگري را بهكار ميگيرد. همچنين اين حسگرها قابليت تشخيص شرايط جوي و كيفيت جاده را نيز خواهند داشت كه ممكن است در طول فصلهاي مختلف تغيير كند. براي همين، محفظهي اين تايرها را ميتوان بيرون آورد و براساس ميزان چسبندگي مورد نياز، مصرف سوخت و كاركرد دلخواه، فعال كرد. بهعنوان مثال، رانندگي در تابستان، تايرهاي صافتري را ممكن است بطلبد؛ درحاليكه شرايط لغزندهي جادهها در زمستان به آجهاي بيشتري نيازمند است.
اين تايرها براي خودروهاي الكتريكي بسيار مناسب خواهد بود. خودروهاي الكتريكي معمولا از نمونههاي احتراقي خود، وزن بيشتري دارند؛ همينطور، گشتاور بيشتري را هنگام سرعتگيري به تايرها اعمال ميكنند. در اين خودروها، تايرها ۲۰ تا ۵۰درصد زودتر فرسوده ميشوند. طبق گفتهي گودير، تايرهاي reCharge باعث ميشود تا عمر مفيد اين محصولات به مراتب افزايش يافته و همينطور، تعويض نمونههاي فرسوده بسيار راحتتر باشد. در اين مدلها كافي است كارتريج تعويض شود؛ در مقابل، تعداد قطعاتي كه در تايرهاي امروزي لازم است تعويض شود، دهبرابر اين ميزان است.
زمان زيادي تا توليد اين طرح مانده است. گودير هنوز، تمام تركيبات موردنياز را نساخته است. همچنين، برنامهريزي براي كاركرد مورد دلخواه اين سيستم، پيچيده خواهد بود؛ مخصوصا قسمتي كه مربوط به سفتشدن تايرها در اثر اكسايش ميشود. طبق گفتههاي گودير، شركت درحال تحقيق روي نوعي از مواد اليافي است كه مقاومت تاير را تأمين كند كه در ساخت آن از سختي ابريشم عنكبوت طبيعي الهام گرفته شده است. همچنين؛ اجزاي مختلف اين محصول، احتمالا بهطور جداگانه ساخته خواهند شد؛ قبل از اينكه اين مدل مفهومي عرضه شود. بنابراين؛ تركيبات تاير، ساختار سيستم، حسگرها و هوش مصنوعي اين محصول، ممكن است در دورهي تايرهاي نسل فعلي ارائه شوند. اين موضوع بدين معني است كه تايرهاي كنوني ممكن است هوشمندتر شوند اما همچنان نياز به تعويض پيدا ميكنند.
البته طبق گفتهي هلسل، مدير واحد فناوري گودير، بسياري از فرايندهاي زيرساختي و ويژگيهاي اين مدل، ميتواند بهطور تمام و كمال در دههي كنوني توليد شود. گودير در حال حاضر، سامانههاي الگوريتمي را در اختيار دارد كه ميتواند براساس حالت رانندگي افراد، عمر باقيماندهي تايرها را تخمين بزند. از طرفي، مواد سازگار با محيط زيست ازجمله پلاستيك گياهي، بهدليل هزينههاي نسبتا زياد آنها، توليدشان كم است. هلسل معتقد است كه اين صنعت ميتواند بر كمبود فوق غلبه كرده و قادر خواهد بود تا اين تركيبات را طي چند سال آينده توليد كند.
هم انديشي ها