日本京都——汽車制造商在全球范圍內(nèi)努力制造更輕的汽車，導(dǎo)致日本一些汽車供應(yīng)商轉(zhuǎn)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零部件制造商說，一種由木漿制成的材料重量只有鋼的五分之一，強(qiáng)度是鋼的五倍。
豐田負(fù)責(zé)車身設(shè)計的項目經(jīng)理Masanori Matsushiro說:“輕量化對我們來說是一個持續(xù)存在的問題。”
“云杉鵝”矢野說，他的研究靈感來自于一張“云杉鵝”的照片，這架著名的貨機(jī)幾乎完全由美國億萬富翁企業(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(dāng)時，它是世界上最大的飛機(jī)。
日本研究人員和汽車零部件制造商說，一種由木漿制成的材料重量只有鋼的五分之一，強(qiáng)度是鋼的五倍。
他們說，這種材料——纖維素納米纖維——可能在未來幾十年成為鋼的一種可行的替代品，盡管它面臨著來自碳基材料的競爭，而且離商業(yè)化可行還有很長的路要走。
隨著制造商將電動汽車推向主流，減輕汽車重量將是至關(guān)重要的。電池是一種昂貴但至關(guān)重要的部件，因此汽車重量的減少意味著汽車所需電池的減少，從而節(jié)省了成本。
豐田負(fù)責(zé)車身設(shè)計的項目經(jīng)理Masanori Matsushiro說:“輕量化對我們來說是一個持續(xù)存在的問題。”
“但我們還必須解決制造成本高的問題，才能看到越來越多的新型輕型材料用于大批量生產(chǎn)汽車。”
京都大學(xué)(Kyoto University)的研究人員和豐田(Toyota)最大供應(yīng)商電裝株式會社(Denso Corp)和大阪市川一株式會社(Daikyonishikawa Corp)等主要零部件供應(yīng)商，正在研究將塑料與纖維素納米纖維結(jié)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啟用了“《京都議定書》的過程,”化學(xué)處理木材纖維捏成塑料分解成納米纖維的同時,大幅降低生產(chǎn)成本大約五分之一的其他進(jìn)程。
主導(dǎo)這項研究的京都大學(xué)教授Hiroaki Yano在接受路透采訪時表示:“這是纖維素納米纖維成本最低、性能最高的應(yīng)用，這也是我們專注于將其應(yīng)用于汽車和飛機(jī)零部件的原因。”
這所大學(xué)和汽車零部件供應(yīng)商目前正在開發(fā)一款原型車，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代替鋼材，我們希望纖維素納米纖維能拓寬實現(xiàn)這一目標(biāo)的可能性，”大稻川發(fā)言人Yukihiko Ishino說，豐田和馬自達(dá)是該公司的客戶之一。
汽車制造商也在使用其他輕型替代品。寶馬的i3緊湊型電動汽車和7系采用了碳纖維增強(qiáng)聚合物(CFRPs)，而高強(qiáng)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，他的研究靈感來自于一張“云杉鵝”的照片，這架著名的貨機(jī)幾乎完全由美國億萬富翁企業(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(dāng)時，它是世界上最大的飛機(jī)。
他說:“我想，如果霍華德•休斯能找到一種利用木頭來建造大型飛機(jī)的方法，為什么不利用木頭來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，這將使其成為一種經(jīng)濟(jì)上可行的產(chǎn)品，因為它將與塑料結(jié)合在一起，因此與目前每公斤2美元左右的高強(qiáng)度鋼和鋁合金相比具有競爭力。
行業(yè)專家預(yù)計，到2025年，碳纖維價格將降至每公斤10美元左右。
分析人士說，在未來的許多年里，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，并想辦法將纖維素納米纖維等新材料固定在其他汽車零部件上。
波士頓Lux Research的應(yīng)用材料分析師Anthony Vicari表示，如果矢野的預(yù)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“非常大的‘假設(shè)’”。
