日本京都——汽車(chē)制造商在全球范圍內努力制造更輕的汽車(chē)，導致日本一些汽車(chē)供應商轉向一種看似不太可能的鋼鐵替代品——木漿。 日本研究人員和汽車(chē)零部件制造商說(shuō)，一種由木漿制成的材料重量只有鋼的五分之一，強度是鋼的五倍。
他們說(shuō)，這種材料——纖維素納米纖維——可能在未來(lái)幾十年成為鋼的一種可行的替代品，盡管它面臨著(zhù)來(lái)自碳基材料的競爭，而且離商業(yè)化可行還有很長(cháng)的路要走。
隨著(zhù)制造商將電動(dòng)汽車(chē)推向主流，減輕汽車(chē)重量將是至關(guān)重要的。電池是一種昂貴但至關(guān)重要的部件，因此汽車(chē)重量的減少意味著(zhù)汽車(chē)所需電池的減少，從而節省了成本。 豐田負責車(chē)身設計的項目經(jīng)理Masanori Matsushiro說(shuō):“輕量化對我們來(lái)說(shuō)是一個(gè)持續存在的問(wèn)題。”
“但我們還必須解決制造成本高的問(wèn)題，才能看到越來(lái)越多的新型輕型材料用于大批量生產(chǎn)汽車(chē)。”
京都大學(xué)(Kyoto University)的研究人員和豐田(Toyota)最大供應商電裝株式會(huì )社(Denso Corp)和大阪市川一株式會(huì )社(Daikyonishikawa Corp)等主要零部件供應商，正在研究將塑料與纖維素納米纖維結合在一起的技術(shù)。
纖維素納米纖維已經(jīng)被用于各種各樣的產(chǎn)品,從油墨透明顯示器,但是他們的潛在使用汽車(chē)啟用了“《京都議定書(shū)》的過(guò)程,”化學(xué)處理木材纖維捏成塑料分解成納米纖維的同時(shí),大幅降低生產(chǎn)成本大約五分之一的其他進(jìn)程。
主導這項研究的京都大學(xué)教授Hiroaki Yano在接受路透采訪(fǎng)時(shí)表示:“這是纖維素納米纖維成本最低、性能最高的應用，這也是我們專(zhuān)注于將其應用于汽車(chē)和飛機零部件的原因。”
這所大學(xué)和汽車(chē)零部件供應商目前正在開(kāi)發(fā)一款原型車(chē)，使用的是基于纖維素納米纖維的零部件，將于2020年完工。
“我們一直在用塑料來(lái)代替鋼材，我們希望纖維素納米纖維能拓寬實(shí)現這一目標的可能性，”大稻川發(fā)言人Yukihiko Ishino說(shuō)，豐田和馬自達是該公司的客戶(hù)之一。
汽車(chē)制造商也在使用其他輕型替代品。寶馬的i3緊湊型電動(dòng)汽車(chē)和7系采用了碳纖維增強聚合物(CFRPs)，而高強度鋼和鋁合金是目前使用最廣泛的輕質(zhì)材料，因為它們更便宜，而且可回收利用。 “云杉鵝”矢野說(shuō)，他的研究靈感來(lái)自于一張“云杉鵝”的照片，這架著(zhù)名的貨機幾乎完全由美國億萬(wàn)富翁企業(yè)家霍華德•休斯(Howard Hughes)用木頭制成，1947年僅一次由休斯駕駛。當時(shí)，它是世界上最大的飛機。
他說(shuō):“我想，如果霍華德•休斯能找到一種利用木頭來(lái)建造大型飛機的方法，為什么不利用木頭來(lái)制造一種像鋼鐵一樣堅固的材料呢?”
大量生產(chǎn)一公斤(2.2磅)纖維素納米纖維的成本目前約為1000日元(9美元)。
矢野打算到2030年將成本減半，他說(shuō)，這將使其成為一種經(jīng)濟上可行的產(chǎn)品，因為它將與塑料結合在一起，因此與目前每公斤2美元左右的高強度鋼和鋁合金相比具有競爭力。
行業(yè)專(zhuān)家預計，到2025年，碳纖維價(jià)格將降至每公斤10美元左右。
分析人士說(shuō)，在未來(lái)的許多年里，高抗拉鋼和鋁將成為更受歡迎的替代材料，因為零部件制造商需要徹底改造生產(chǎn)線(xiàn)，并想辦法將纖維素納米纖維等新材料固定在其他汽車(chē)零部件上。
波士頓Lux Research的應用材料分析師Anthony Vicari表示，如果矢野的預測被證明是正確的，這“將是一件大事”。
但他表示，就目前而言，這仍是一個(gè)“非常大的‘假設’”。