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微小的纳米世界将改变我们的生活
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  最近几年一直热门话题的“纳米科技”(Nanotechnology)其相关应用已逐渐在我们生活周遭出现,而一项由加州大学Berkeley分校发表的研究结果有可能改变F1赛车车身设计,成为80年代“碳纤维复合材质”出现后,F1车身材料技术上的最大突破。

  当Eric Drexler于1980年代首创“Nanotechnology”这个名词时,他指的是在仅有几个纳米(1个nanometer等于1/1,000,000,000公尺)宽的分子尺度上来制造比一个细胞还要小很多的马达、机械手臂、甚至于整台计算机,现在Nanotechnology还含括在分子尺度建造小结构体的相关技术。

  F1赛车的车体技术与赛车性能有着密不可分的关系。若车身刚性越佳、在弯道中车身扭曲的程度就越小,弯道内的操控表现也因此提升。第一代的F1比赛车身(上个世纪50年代)多采用“管形车身”设计(钢管车架外覆金属表面)。一直到了1962年赛季才出现了一个划时代的发明:莲花车队推出了历史上第一辆使用单壳车身(monocoque)结构设计的Lotus25赛车!Lotus25是历史上第一辆采用此种结构设计的单座赛车,与传统的筒型车身相比较、这种不需要铆钉来组合车身主要结构的设计不但减轻赛车重量,所增加的车身强度也大幅提升赛车的操控性、同时也对车手提供了更佳的保护,Lotus 25赛车可说是现代F1赛车的雏形。

  1980年代初期,罗恩·丹尼斯(现任McLaren车队经理)与他旗下的Project 4团队在接手了迈凯轮车队之后即一心希望打造出革命性的F1赛车,当时的Project 4团队中人才济济、里面的核心成员后来几乎都成为F1工程界中的传奇人物。1985年他们推出了历史上第一辆使用碳纤维车身的F1赛车MP4/1立刻获得成功(包办85与86年的世界冠军)并被其它车队争相效仿。目前F1赛车车身为使用蜂巢结构的铝合金、碳纤维与功夫龙制成,前述复合材料以“三明治夹层”的结构制成,主要材料包括了碳纤维、功夫龙(另一种纤维、通常是防弹衣或是NHL冰球球员头盔的主要材料)及蜂巢结构的铝合金,“烤出”第一具车身需费时6周(需打造模具)、不过第一具车身制造完成后,后来的车身只需一周即可出厂。

  加州大学Berkeley分校最近发表了一项关于电纺织法(electrospinning)的改良研究结果,电纺织法的制造过程中除了传统机械力量外、还加上静电力(高压电可达到约30kV),使用此程序制成的纳米纤维比普通碳纤维细上一千倍,强度却更强!倘若此技术应用到F1车身制造,每具车身的寿命可因此大幅延长。

  一支F1车队一年拥有几辆赛车?这个问题的答案可能令许多人感到惊讶。车队因为预算不同而从法拉利车队(一年制造8具车身)到米纳尔迪车队(仅有3具)而异。在赛季前几站法拉利也只有4具车身、米纳尔迪甚至只有两具(就是比赛的那两部)。近来FIA正在大力鼓吹“降低参赛预算”,倘若纳米科技能大幅延长车身寿命,每支队伍用于打造车身的成本即可有效降低。
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