日本科學家開腦洞：木頭也能用來造汽車

據CNBC北京時間8月15日報道，全球汽車廠商都在競相減輕汽車重量，促使部分日本汽車廠商考慮使用其他材料取代鋼鐵，這是這種材料有點出人意料：木頭。

京都大學教授Hiroaki Yano

日本研究人員和汽車零部件廠商表示，利用木纖維製成的一種材料，重量僅為鋼鐵的五分之一，但強度卻是後者的5倍。

他們表示，未來數十年，被稱作納米纖維素的這種材料將能取代鋼鐵——不過它面臨著碳基材料的競爭，但其商業化還需要相當長一段時間。

由於汽車廠商希望電動汽車成為主流商品，減輕汽車重量將非常關鍵。電池是電動汽車中一個成本很高、必不可少的零部件，減輕汽車重量意味著更少的電池就足以為電動汽車提供動力。

豐田負責車身設計的項目經理Masanori Matsushiro表示，「對於我們來說，減輕重量是一個永恆的命題。但是，我們必須首先解決製造成本高的問題，然後越來越多重量更輕的新型材料才能應用在量產型汽車中。」

京都大學以及主要零部件供應商——例如Denso和DaikyoNishikawa——的研究人員，在開發混合有納米纖維素的塑料。

納米纖維素已經被應用在包括從墨水到透明顯示屏在內的各種產品中，但「京都工藝」（Kyoto Process）為它們應用在汽車中提供了可能。根據「京都工藝」，經過化學處理的木纖維與塑料混合，同時被分解為納米纖維素，而生產成本只相當於其他工藝的約五分之一。

木屑和纖維將經過化學處理

主持這項研究的京都大學教授Hiroaki Yano在接受路透社採訪時說，「這是納米纖維素成本最低、性能最高的應用，這是我們致力於把它應用在汽車和飛機零部件中的原因。」

京都大學和汽車零部件廠商目前在開發使用納米纖維素零部件的汽車原型，預計這一工作將在2020年完成。

汽車零部件廠商DaikyoNishikawa發言人Yukihiko Ishino表示，「我們一直在研究利用塑料取代鋼鐵，我們希望納米纖維素能增加這種可能性。」

汽車廠商還在使用其他輕型材料。寶馬在i3電動汽車和7系中使用碳纖維增強的聚合物。高強度鋼和鋁合金目前是應用最廣泛的輕型材料，因為它們價格更低、可以回收。

Yano表示，他在研究中受到「Spruce Goose」照片的啟發。「Spruce Goose」是1947年由美國億萬富豪霍華德·休斯（Howard Hughes）製造的飛機，幾乎全部使用木頭製成。當時，它是世界上最大的飛機。

他說，「我認為，既然霍華德·休斯能利用木頭建造一架大型飛機，為什麼不能利用木頭生產出強度堪比鋼鐵的材料。」

目前，1公斤納米纖維素的生產成本約為1000日元。

Yano計划到2030年把納米纖維素生產成本降低一半，這將使它在經濟上具有競爭力，因為納米纖維素還需要與塑料混合，在生產成本上可以與高強度鋼和鋁合金競爭，後者的生產成本約為每公斤2美元。

業界專家預計，到2025年，碳纖維的生產成本將下跌至約每公斤10美元。

分析師指出，考慮到零部件廠商需要改造生產線，解決把納米纖維素等新材料用於其他汽車零部件的問題，未來許多年內，高強度鋼和鋁合金將仍然是應用更廣泛的替代型材料。

波士頓Lux Research應用材料分析師安東尼·維卡里（Anthony Vicari）表示，如果Yano的項目證明能夠成功，它「將是非常重要的」。但迄今為止，這還是「個很大的問號」。

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