日本豐田正在研究用木頭制造汽車部件

      美國財經媒體CNBC消息，全世界的汽車制造商都在努力制造輕型車，一些日本汽車供應商正轉向看起來不太可能的材料——木材，去取代鋼鐵。日本研究人員和汽車零部件制造商表示，木漿制成的材料重量僅占鋼鐵的五分之一，然而強硬度卻是鋼鐵的五倍以上。在未來幾十年，纖維素納米纖維（cellulose nanofibres，簡稱CNF）很可能成為鋼鐵的替代品，這種以樹木為原料的纖維，能使得汽車、電子部件更輕巧更牢固。

      如果成本降低，得到普及，有望改寫材料產業的格局。盡管它面臨著碳基材料的競爭，但仍然在商業可行方面還有很長的路要走。

      對汽車制造商來說，降低車輛的重量是極其關鍵的，于是乎現在的電動汽車成為各大制造商的主流。電池是昂貴但至關重要的部件，因此汽車重量的減少意味著需要更少的電池為車輛供電，節省成本。

      負責豐田車身設計的項目經理Masanori Matsushiro表示：“輕量化對于我們來說是恒久不變的問題。但是，我們也必須解決高制造的成本問題，然后才能在批量車中使用重量較輕的新材料�！�

      京都大學的研究人員和主要零部件供應商如株式會社電裝Denso、豐田*大的供應商和DaikyoNishikawa，正在研究與纖維素納米纖維結合的塑料，這種塑料通過將木漿纖維分解為幾百微米（千分之一毫米）而成。

      纖維素納米纖維的用處范圍已經十分廣泛，已出現在從油墨到透明顯示器的各種產品中，但是它們在汽車中的潛在用途已經通過“京都程序”實現，那就是將化學處理的木纖維捏合在塑料中同時分解成納米纖維，將生產成本削減到其他流程的大約五分之一。

      領導該研究的京都大學教授Hiroaki Yano，在接受路透社采訪時表示，“這是纖維素納米纖維應用能有*低成本兼*高性能，這就是為什么我們專注于在汽車和飛機零件中的使用。”

      京都大學和汽車零部件供應商目前正在開發使用基于纖維素納米纖維部件的原型車，將于2020年完成。

      DaikyoNishikawa的發言人Yukihiko Ishino表示，“我們一直在使用塑料作為鋼鐵的替代品，我們希望纖維素納米纖維能夠擴大實現這一目標的可能性�！� 豐田汽車和馬自達汽車是DaikyoNishikawa的客戶之一。

      其他汽車制造商也在使用其他輕型替代品。寶馬在其i3緊湊型電動車和7系列車型上使用了碳纖維增強聚合物（CFRPs），高強度鋼鋁合金是目前使用*廣泛的輕量級產品，因為它們價格便宜且可回收利用。寶馬i3的整備質量僅為2,755磅，車型基于“LifeDrive結構”打造，“LifeDrive結構”即配置一個鋁制底盤和一個碳纖維加固塑料駕駛座艙。

      京都大學教授Hiroaki Yano表示，他的研究靈感來自于“云杉鵝”的照片。大力神號水上飛機（別名云杉鵝），是一艘由美國億萬富翁企業家霍華德•休斯（Howard Hughes）于1947年完成的木材貨機，當時是世界上*大的飛機。該機機長66.6米，機高9.15米，翼展97.54米，起飛重量181.4噸，原設計可以運載500～700人。

      他說：“我認為如果霍華德•休斯能找到木材來建造大型飛機的方法，那為什么我們不用木材來制造一種和鋼一樣堅固的材料�！�

      目前，一公斤纖維素納米纖維的生產成本約為1000日元（9美元）。Yano的目標是到2030年將這一成本減半，他認為這將使纖維素納米纖維成為一種經濟上可行的產品，因為它將與塑料相結合，并且與高強度鋼和鋁合金一樣具有競爭力（目前每公斤成本約為2美元）。

      行業專家預計到2025年碳纖維價格將下降到每公斤10美元左右。

      分析人士認為，考慮到零部件制造商需要大修生產線，并找出將纖維素納米纖維等新材料固定在其他汽車零部件上的方法，未來高強度鋼和和鋁合金將成為更受歡迎的替代品。

      波士頓Lux Research的應用材料分析師Anthony Vicari表示：如果Yano的預測證明是正確的，這將是一件大事。但是現在呢，它仍然是一個非常大的'如果'。

      2012年秋季，日本紙業生產商王子制紙與京都大學教授矢野浩之等人合作，開發出了纖維素納米纖維含量在10％以上的新樹脂。與過去相比，一輛汽車使用的樹脂材料可減輕約20kg，從而使車輛輕20kg。

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