日本致力研究強大材料 如鋼鐵堅固可承受高溫的塑料
http://www.sxbltgs.net 時間:2017年10月9日 關(guān)注數(shù):1840 次 |
摘要：10月1日消息，據(jù)BBC報道，日本研究人員正致力于用木漿制造出一種強大的材料，這種材料可在十年內(nèi)取代汽車的鋼制零部件。此外，他們還將開發(fā)能夠承受高溫的塑料，以取代發(fā)動機附近部件的金屬。這些創(chuàng)新都將讓汽車體重變得更輕，且更加高效。
全球重要信息、分析和解決方案領(lǐng)導(dǎo)者IHS Markit首席汽車零部件分析師保羅·馬蒂諾（Paolo Martino）說:“人們急于盡可能地減少汽車重量，尤其是在那些污染更嚴重的汽車，比如SUV或皮卡�！睖p輕汽車體重意味著其消耗的燃料更少。美國能源部表示，汽車重量減少10%可使燃油經(jīng)濟性提高8%。馬蒂諾稱，制造商還希望電動汽車的體重盡可能的減輕，這樣他們就可以在單次充滿電后行駛更遠，并幫助解決車主面臨的“電池里程焦慮癥”。
這就是不起眼的樹木可以發(fā)揮作用的地方。畢竟，木材已經(jīng)被用來建造船只、房屋和家具幾千年了。日本京都大學(xué)的研究人員表示，一種由木漿制成的材料可以像鋼鐵那樣堅固，但重量要減輕80%。
日本研究人員用化學(xué)方法處理木漿，它由數(shù)以百萬的纖維素(CNF)組成，并利用這些纖維素融入塑料中。他們說，將纖維素與塑料混合可以制造出一種強大的材料，可用于替代汽車的鋼制零部件。京都大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)這項工作的矢野浩之(Hiroyuki Yano)教授說，這種材料可以用來制造門板、擋泥板和汽車網(wǎng)。研究人員正與日本政府、汽車制造商和其他制造商合作開發(fā)這種材料。
纖維素納米纖維已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種產(chǎn)品中，從墨水到透明顯示器。盡管這些材料面臨著來自更多商業(yè)化的輕量級對手的競爭，比如碳纖維，但矢野浩之教授認為，基于纖維素制造的部件可能是可行的替代方案。但是，咨詢公司Frost&Sullivan高級副總裁維克·凡達(Vivek Vaidya)也有些疑問有待解答。
凡達表示，“非性能部件”（即除引擎、變速器和車輪之外的部件）都可以利用木質(zhì)材料大量生產(chǎn)，但零部件制造商可能難以跟上汽車生產(chǎn)的步伐。他說:“大多數(shù)零部件都是按需供應(yīng)的，因此木材或有機材料能否及時供應(yīng)無疑難以保證�！�
在日本，研究人員正在研究汽車部件的專用塑料。來自日本先進科學(xué)技術(shù)研究所的Tatsuo Kaneko教授正在開發(fā)利用生物分子制造的塑料。研究人員說，新材料的重量也比鋼輕，可以承受高達300攝氏度的高溫。Tatsuo Kaneko稱:“在汽車引擎附近還沒有使用塑料零部件，因為它們無法承受高溫。但是我所生產(chǎn)的生物塑料可以承受更高的溫度�！�
Tatsuo Kaneko正在與日本汽車制造商、汽車零部件和電子產(chǎn)品制造商以及外國公司合作進行研究。他說，這種材料有望在5年內(nèi)成為鋼鐵的替代品，使用它的最大優(yōu)勢在于可大幅減輕汽車的重量。雖然較輕的塑料部件可能有助于減少汽車尾氣排放，并增加電動汽車的行駛里程，但它們是否會帶來其他環(huán)境風(fēng)險？
Tatsuo Kaneko教授承認，用生物塑料代替玻璃等傳統(tǒng)材料可能會增加污染，因為其垃圾是不可生物降解的。但他認為，與傳統(tǒng)塑料相比，他的材料對環(huán)境更友好。他堅持認為，生產(chǎn)以石油為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)塑料會產(chǎn)生大量的二氧化碳，而生物塑料則是由微生物制造的，只會產(chǎn)生更少的廢物。
在汽車制造商中，使用“綠色”材料的動力正在加速。Frost&Sullivan的凡達說，制造商們正努力減少汽車的碳排放量，而且不僅僅限于尾氣的排放。此舉有利于加強監(jiān)管，并兼顧了消費者需求。英國和法國都計劃于2040年之前禁止柴油和汽油車，以減少污染和碳排放。作為全球最大的汽車市場，中國希望到2025年，電動汽車和插電式混合動力車至少占到其汽車銷量的1/5。
凡達說:“通過使用更環(huán)保的材料來改善汽車的環(huán)保品質(zhì)，這絕對是明智之舉�！睘榱藴p輕車體重量，寶馬專注于研發(fā)碳纖維，并于上個月推出了采用碳纖維增強塑料車頂?shù)腗5轎車。豐田在Prius Prime和Lexus LC 500車型中也使用同樣的材料降低重量，并增加了電池的續(xù)航里程。
對捷豹來說，鋁是重點材料。該公司表示，這種金屬的重量大約是同等數(shù)量鋼材的1/3。捷豹說:“每使用100公斤鋁作底盤，就能使車輛的二氧化碳排放量每公里減少9克，車的壽命到期前可節(jié)省800升燃料�！毕窨祵庍@樣的小眾組件制造商通常在擋風(fēng)玻璃和其他玻璃部件上使用了鋼化玻璃，而高科技玻璃比傳統(tǒng)的車窗玻璃輕了1/3。
(來自:威鋒網(wǎng))
