Mycket har sagts om hur grafen kommer att revolutionera cykling, och tack vare Vittoria-däck kan vi nu se det i aktion
Vi har pratat mycket om grafen de senaste månaderna, och det har även den vetenskapliga världen i stort. Det är det nya undermaterialet som härrör från kol som lovar att göra produkter otroligt lätta och starka, samt ha enastående ledningsförmåga, och det har utpekats som framtiden för kompositer och elektronik. Cykelindustrin har visat stort intresse för grafenens potential, men det har varit lite mer än ett koncept – fram till nu. Det italienska märket Vittoria har precis släppt ett parti med grafen-infunderade produkter inklusive Qurano-hjulen som vi granskade i nummer 41 och Corsa G+-däcken som vi presenterade förra numret.
Det är inte lätt att förstå exakt vad grafen är, hur det ser ut eller hur det används för att förbättra cykelprodukter, vilket är anledningen till att Cyclist har kommit till Italien för att besöka Directa Plus, grafenleverantör till Vittoria. Directa Plus var pionjär och patenterade en metod för att extrahera 100 % rena grafennanoplättar från grafit 2005, en process som beskrivs som "enkel om du vet hur".
‘Vi lägger in ett fyllnadsmaterial mellan varje lager av grafen och värmer grafiten till 10 000°C, vilket gör att grafiten "superexpanderar", säger Laura Rizzi, FoU-chef på Directa Plus.’Detta ger oss ett rent kolgitter, utan några andra atomer närvarande eller defekter.’ Enkelt, ja. Cyklistens ugn går inte mycket över 250°C men om den gjorde det…
Den superexpanderade grafiten ser ut som ett tätt svart skum och det här skummet är ganska stabilt, så det förvaras i ganska vardagliga säckar som bara väger 100 g när de är fyllda. Tot alt producerar Directa Plus redan 30 000 ton grafen per år i dess olika former. När det gäller Vittoria var det den enkla delen att skaffa grafen – att faktiskt få in den i produkten var det verkliga huvudet.
Första natten nerver
‘Vi gick in i det okända 2010 och visste inte riktigt hur det skulle sluta, säger Vittorias vd Rudie Campagne. Proffsen tävlar 30 miljoner kilometer per år på våra däck i hastigheter ibland över 100 km/h, allt på en 4 cm2 kontaktlapp. Vi har haft 20 miljoner kunder som v alt våra däck, så att byta något gör mig otroligt nervös.’
Christian Lademann, Vittorias produktchef för vägdäck, var uppriktig i sitt erkännande att Vittorias initiala grafenexperiment inte gick särskilt smidigt.
‘Det var mycket lärande genom att göra,’ säger han. Första gången vi försökte för fyra år sedan var det ett misslyckande. Det fungerade inte. Vi behövde ytterligare justera och finjustera andelen grafen men också applikationen. Först använde vi pulvret, som är väldigt lätt, men om du kastar det i gummit, hur kan du fördela det lika? Du kan inte. Grafenet var som små gupp överallt.
‘Nästa steg var för Directa Plus att utveckla grafenet i en flytande bas som vi kan blanda in i vårt gummi och uppnå en mycket jämnare fördelning. Det här var det stora steget framåt i produkten, tillägger Lademann.
Med grafenen i flytande form kan nanoblodplättarna fördelas jämnt över gummit och även riktas mot slitbanan (även om man bara kontrollerar detta under utvecklingsfasen innebär att man tappar däcket i flytande kväve och guldpläterar det innan undersökning under ett elektronmikroskop). Med exakta kvantiteter grafen jämnt fördelade genom slitbanan har Vittoria skapat vad det kallar ett "intelligent däck". Under bromsning tenderar friktionen vid kontaktlappen att deformera gummit, vilket pressar grafennanoplättarna ur linje. Bindningarna mellan nanoblodplättarna bibehåller sin inriktning, stöder gummit, motstår deformation och ökar greppet.
Detta motstånd gäller även främmande kroppar som invaderar däcket och orsakar punkteringar och förbättrar de slanglösa tätningsegenskaperna. Grafenen hjälper gummit att snäppa igen mycket snabbt runt alla små hål i däcket.
‘Däcken kan återgå till sin tidigare form mycket snabbare, på grund av förändringen i gummielasticitet, säger Lademann. Som ett exempel ger Vittoria en demonstration av hur man kör de nya slanglösa däcken fram och tillbaka över en spikbädd. Efter åtta körningar över spikarna är däcken fortfarande på 80psi.
Lademann vill gärna betona att tillsats av grafen till gummit inte gör den resulterande blandningen hårdare, utan starkare, eftersom den är lika smidig. Om du tar ut grafenet är det fortfarande ett väldigt greppvänligt racingdäck med fyra komponenter. I cyklocrossdäck håller grafen slitbanan stadigt och förhindrar "knopp-squirm", vilket ökar dragkraften i djup lera. Den extra styrkan innebär också att grafendäck bör klara stora körsträckor. Lademann säger att han har tillryggalagt över 2 000 km på ett par TT-däck och visar oss ett par begagnade landsvägsdäck som nästan inte är slitna efter 6 000 km.
Graphene and grip
I slutändan handlar det om grepp för däck, som Lademann vet alltför väl från sin tid i proffsleden: Jag brukade ha en sponsor som tillverkade ett färgat däck och jag var tvungen att sluta tävla i ett kriterium. på grund av det. Det var blött och jag gled hela tiden – fram och bak gled iväg. Jag var säker på att jag skulle vinna men däcken var en mardröm. De tappade mig loppet.
'Jag testade många med konkurrenternas däck', tillägger han.’Alla däck fungerar bra i torra förhållanden – det är egentligen bara i det våta som du märker skillnaden.’ Det är samma typ av personlig feedback som Lademann kräver av de professionella förarna som Vittoria stödjer.
‘Vi gör specialutveckling med proffsteamen, säger han. John Degenkolb vann på vårt 30 mm Roubaix-däck första gången han tävlade på det. Det är en större volym, men nya Corsa delar samma konstruktion. De hjälper oss till och med att anpassa vårt sortiment lite. Vi hade aldrig gjort 30 mm däck tidigare, men de hjälper också till med blandningen.
‘Giant-Alpecin brukade tävla på Corsa SC och i december [2015] kommer de att se de nya däcken för första gången. Vissa ryttare kan frukta dåligt grepp – de är alltid rädda för förändringar så vi måste övertyga dem. Bristen på fiskbensräfflor får folk att oroa sig för vattenplaning, men det finns inte som ett problem.’
Och varför är det så? Lademann förklarar att spåren på däcken bara är för att visa, en självförtroendehöjare. Cykeldäck har helt enkelt inte tröghetsmassan för att tvinga ut vatten genom spåren på det sätt som bildäck gör. Det är också mycket sällan man når de hastigheter som krävs för att vattenplane en cykel (ungefär 200 km/h): "De måste bevisa det för sig själva." Mallorca är ett bra testområde då vägarna är mycket hala. Men då måste de tävla på dem. Det här är tiden vi måste övertyga dem om att de nya däcken är bättre än de gamla.
‘De kommer alltid att be oss att göra det supersmidigt eftersom de inte bryr sig om körsträcka. Efter 260 km, om det är slitet bryr de sig inte eftersom det inte kostar dem något att byta ut, tillägger han. När det gäller den exakta mängden däck Vittoria levererar var Lademann lite mindre tillmötesgående.
‘Det är mycket. Jag får inte säga, men det är mycket. Jag betalar dock inte för det – det är Rudie.’
European outlook
Det blev ett litet uppståndelse när Vittoria flyttade sin däcktillverkning till Thailand för några år sedan och även om grafenen tillverkas i Italien, tillverkas slutprodukten i Fjärran Östern. Vissa människor tjatar om sina resonemang, men Campagne är mycket tydligt: I Europa finns en intellektuell arrogans med teknisk innovation. En klassisk inåtriktad mentalitet. Det finns inget statligt stöd. Kina investerar 200 miljarder dollar om året och vi sitter bara här på vårt kulturarv. Om du vaknar i Taiwan kl. 06.00 är du en dag försenad – i Europa är du en dag för tidigt.’
Vittoria har faktiskt öppnat en ny anläggning i Fjärran Östern för att hantera tillägget av grafen till sina olika produkter. För tillfället ingår det i några hjulset och avancerade racingdäck, men inom ett år räknar företaget med att ha lagt till grafen till hela däcksortimentet. Vittoria's är ett joint venture med Directa Plus, och det har ett exklusivitetsavtal om användningen av grafen på "tvåhjuliga fordon", men det medger att snart andra konkurrenter kommer att vilja ha en del av handlingen. En stor del av Vittorias verksamhet tillverkar däck för andra märken och den verksamheten skulle snabbt krympa om den vägrade att dela med sig av sina grafenprodukter, även om Campagne medger att det är en känslig situation."Vi delar med oss av den här tekniken för tillfället. Marknader kan inte kontrolleras av monopol, så vi kommer att behöva expandera, men just nu vill vi ha den kommersiella fördelen.’
Återgå till de roliga demonstrationerna och vi visas hur ett tunt lager grafenbläck gör polystyrenskivor omedelbart flamskyddade och hur grafenskum stöter bort vatten och suger upp olja. Det är denna mångsidighet som gör Vittoria entusiastisk över framtida produkter, och det är därför Campagne inte ser däck som slutet på grafens tillämpningar inom cykelindustrin.
‘Vi började testa grafen i kol [skivbroms] rotorer och det avledde värmen mycket bättre. Vi kan se grafen användas i textilier som skulle kunna skydda människor i krascher. Den kan till och med användas för att leda bort värme från kroppen.’
Så där har du det: grafen är framtiden. Men det visste du redan, eller hur?
Vittoria.com
