全球汽車(chē)制造商都想制造更輕的汽車(chē)，在這種大趨勢(shì)下，日本組件供應(yīng)商準(zhǔn)備用木頭替代鋼鐵，看起來(lái)似乎不可能，實(shí)際卻是可能的。

日本研究人員與汽車(chē)組件制造商認(rèn)為，用木纖維制造的原材料重量只有鋼鐵的五分之一，但是強(qiáng)度好5倍。

這種材料就是細(xì)胞膜質(zhì)(cellulose)納米纖維。cellulose又叫作纖維素，或者叫細(xì)胞膜質(zhì)，它就是植物細(xì)胞壁材料，可以用來(lái)制造塑料、紙。在未來(lái)幾十年里，新材料也許可以替代鋼鐵，研究人員稱，雖然這種材料面臨碳材料的競(jìng)爭(zhēng)，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)也難以商用。

減少汽車(chē)的重量相當(dāng)關(guān)鍵，制造商正在發(fā)力，想讓電動(dòng)汽車(chē)普及。電池非常昂貴，不過(guò)卻是極為關(guān)鍵的組件，如果汽車(chē)重量降低，用來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的電池?cái)?shù)量也就可以相應(yīng)減少，從而節(jié)省成本。

豐田車(chē)身設(shè)計(jì)項(xiàng)目經(jīng)理Masanori Matsushiro表示：“對(duì)于我們來(lái)說(shuō)減輕重量一直是個(gè)問(wèn)題。除此之外，當(dāng)我們?cè)诖笠?guī)模生產(chǎn)的汽車(chē)中使用新的輕量材料時(shí)，先要解決高昂的制造成本問(wèn)題。”

京都大學(xué)研究人員與大型組件供應(yīng)商合作，比如Denso，它是豐田最大的供應(yīng)商，還有DaikyoNishikawa，一起研究如何將塑料與納米纖維結(jié)合。細(xì)胞膜質(zhì)納米纖維是木漿纖維打破變成幾百微米之后制成的，一微米相當(dāng)于一毫米的千分之一。

細(xì)胞膜質(zhì)納米纖維已經(jīng)用在許多產(chǎn)品中，比如墨水、透明顯示屏，有了“Kyoto Process”技術(shù)就可以用在汽車(chē)中。“Kyoto Process”對(duì)木纖維進(jìn)行化學(xué)處理，使之與塑料融合，同時(shí)又可以變成納米纖維，采用這種技術(shù)制造可以大幅降低成本，相當(dāng)于其它工藝的五分之一。

京都大學(xué)教授Hiroaki Yano是項(xiàng)目的領(lǐng)導(dǎo)者，他說(shuō)：“這是細(xì)胞膜質(zhì)納米纖維以低成本、高性能投入應(yīng)用的好案例，正因如此，我們專(zhuān)心研究，看看如何用它制造汽車(chē)、飛機(jī)組件。”

京都大學(xué)與汽車(chē)組件供應(yīng)商合作，正在開(kāi)發(fā)一款原型汽車(chē)，它用到了細(xì)胞膜質(zhì)納米纖維組件，2020年就會(huì)開(kāi)發(fā)完成。

豐田、馬自達(dá)都是DaikyoNishikawa的客戶，DaikyoNishikawa新聞發(fā)言人Yukihiko Ishino說(shuō)：“我們一直將塑料作為鋼鐵的一種替代品，希望細(xì)胞膜質(zhì)納米纖維能將我們的目標(biāo)范圍擴(kuò)大。”

汽車(chē)制造商還使用了其它輕量替代材料。例如，寶馬在i3電動(dòng)汽車(chē)和7系列轎車(chē)中使用了CFRPs(碳纖維增強(qiáng)聚合物)，就目前來(lái)看，如果選擇輕量材料，制造商一般傾向于高密度鋼鋁合金，因?yàn)楸阋�、可以回收�?/p>

Hiroaki Yano說(shuō)，他之所以發(fā)起此項(xiàng)研究是受到了“Spruce Goose”的影響，Spruce Goose是一架運(yùn)輸飛機(jī)，1947年美國(guó)億萬(wàn)富翁、企業(yè)家霍華德·休斯(Howard Hughes)制造的，飛機(jī)幾乎全部用木頭制造。當(dāng)時(shí)，Spruce Goose可是世界上最大的飛機(jī)。

他說(shuō)：“如果休斯可以找到方法用木頭制造大型飛機(jī)，為什么不用木頭制造一種材料，讓它像鋼鐵一樣堅(jiān)固呢?”

生產(chǎn)1千克細(xì)胞膜質(zhì)納米纖維目前的成本約為1000日元(9美元)。Hiroaki Yano相信2030年之前可以讓成本下降一半，這樣從經(jīng)濟(jì)角度看就可以變成一種可用產(chǎn)品，因?yàn)樗�可以與塑料結(jié)合，與高密度鋼鋁合金相比就有了競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)在合金的成本約為每千克2美元。

產(chǎn)業(yè)專(zhuān)家預(yù)測(cè)，到了2025年碳纖維價(jià)格會(huì)降到每千克10美元。

在分析師看來(lái)，未來(lái)許多年里高密度鋼鋁合金會(huì)成為更流行的替代品，畢竟組件制造商需要改變生產(chǎn)線，找到辦法快速將新材料用在汽車(chē)組件上，比如細(xì)胞膜質(zhì)納米纖維。

安東尼·維卡里(Anthony Vicari)是波士頓Lux Research的應(yīng)用材料分析師，他說(shuō)，如果Yano的項(xiàng)目被證明是正確的，那會(huì)是一個(gè)大突破。

(新媒體責(zé)編：wb001)