日前，日經(jīng)中文網(wǎng)刊文稱，豐田旗下的零部件子公司豐田鐵工正與名古屋大學(xué)開展合作，從禾本植物高粱的莖稈中提取“纖維素納米纖維（CNF）”，替代玻璃纖維用于生產(chǎn)汽車零部件，到2024年實現(xiàn)產(chǎn)品化。

隨著汽車工業(yè)對輕量化產(chǎn)品需求的不斷上升以及人們對綠色產(chǎn)品認(rèn)識的不斷提高，部分車企一直在研發(fā)污染更低的新型材料，尤其是天然植物基材料。近年來，在汽車中應(yīng)用的基于天然纖維復(fù)合材料的零件已超過40種。植物基纖維增強復(fù)合材料，已經(jīng)試生產(chǎn)的產(chǎn)品有內(nèi)飾板、頂棚、行李廂、衣帽架、座椅背板、儀表盤、隔熱/音和阻尼材料等。今天，來給大家盤點一下，近期有哪些植物基材料被用來制做汽車零部件。

豐田高粱纖維汽車零部件

高粱的外觀與甘蔗相似，二者都擁有甜莖。不過，甘蔗只能在熱帶生長，生長期約為1年；而高粱在溫帶也可以栽培，3～4個月就能長成。

目前，名古屋大學(xué)正在愛知縣試種高粱。植物基因組育種研究室的佐塚隆志教授等人對高粱進行了品種改良，使其長得更大，糖液含量更高。

高粱收割后，可以搾取糖液，經(jīng)過發(fā)酵生產(chǎn)生物酒精；也可以從高粱纖維中分離出CNF纖維。著眼于此，豐田鐵工從10月開始，與佐塚教授團隊合作，改良高粱品種，使提取的CNF纖維與樹脂能更好的接合。

豐田鐵工曾在前車體零部件及汽車逆變器的外殼上使用過玻纖增強復(fù)合材料。豐田鐵工技術(shù)開發(fā)本部部長渡邊正裕解釋說：“玻纖難以回收，但CNF即使重復(fù)使用也不影響其品質(zhì)。”此外，CNF來源于天然植物更加環(huán)保，與玻璃纖維強度相當(dāng)當(dāng)質(zhì)量更輕。

豐田鐵工制造的車體零部件的樹脂產(chǎn)品豐田鐵工制造的車體零部件的樹脂產(chǎn)品

然而，玻璃纖維的單價約為200日元/千克，而CNF纖維約為2000日元/千克，是前者的10倍。為了降低成本，豐田鐵工和名古屋大學(xué)正在通過改進生產(chǎn)工藝，以便更高效地從高粱中分離出CNF纖維。

福特開發(fā)草本植物纖維汽車零部件

據(jù)外媒報道，密歇根州立大學(xué)（Michigan State University）和福特汽車公司宣布達(dá)成合作，旨在利用可持續(xù)性天然材料，為汽車行業(yè)創(chuàng)造新的聚合物和復(fù)合材料。

研究人員一直致力于研究如何降低車用復(fù)合材料的成本，同時不犧牲性能。這需要堅固又產(chǎn)量豐富的材料。研究人員重點關(guān)注植物纖維，由于木頭的生長周期過長，把注意力轉(zhuǎn)移到草上。

研究團隊對制造片狀模塑料特別感興趣。這是一種聚合物復(fù)合材料，在硬化或固化之前易于模塑成型，并且可與纖維混合，以提升成品的強度和剛度。

大約十年前，研究人員與一位分析師合作研究了一種名為芒草的多年生草本植物。研究人員表示：“在密歇根州，你通?？梢栽诼愤吙吹竭@種野草。它能長到6英尺高，而且不需要化肥或殺蟲劑。如果有不能種植糧食作物的土地，農(nóng)民們可以種植這種草。只要能賣到每磅5美分，在收入方面，就可以與小麥競爭?！?/p>

考慮到汽車制造商的需求，研究團隊已專注于生長在世界各地的六種草。研究人員表示，“你不想從世界各地運送纖維，你希望利用的是生長在自家后院的植物。”利用片狀模塑料這樣的生物纖維增強復(fù)合材料，可以制造很多車輛零部件，主要用于車輛內(nèi)部。從理論上講，這有助于汽車公司生產(chǎn)更具吸引力的產(chǎn)品，同時降低成本和碳足跡，并為農(nóng)民提供支持。

福特將把研究團隊開發(fā)的片狀模塑料制成的零部件投入商用。福特已擁有一系列植物性材料組合，比如由麥秸制成的復(fù)合材料，用于儲物箱；前燈蓋，利用來自咖啡殼或谷殼的復(fù)合材料制成。

木頭納米纖維素材料汽車

日本環(huán)境部（MinistryofEnvironment）正在探索汽車設(shè)計的下一個發(fā)展趨勢——木制汽車。在日本環(huán)境部的支持下，由京都大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的財團在東京車展上展示了最新的木制汽車（NCV）。

這輛車由一種被稱為纖維素納米纖維（CNF）的材料制成，包含了木材、植物基材料、農(nóng)業(yè)廢料等等。車門、車頂板、儀表盤等大部分車身和內(nèi)飾，都可以看到明顯的木質(zhì)材料。當(dāng)然也不是所有都是木材，部分車身也使用了金屬、玻璃和橡膠。

車的外觀由豐田汽車定制與開發(fā)公司的YuzoNiimi設(shè)計，整體包裹著銀色的涂層，看起來就像是一輛超級跑車。車身和蝴蝶門都充滿著銳利的切割感，還帶著巨大的尾燈和擴散器，內(nèi)飾雖然是木質(zhì)外觀，但也設(shè)計得比較華麗。木制汽車，聽起來有點奇怪的想法，比起當(dāng)下汽車卻有著獨特的優(yōu)勢。

意大利利用天然纖維復(fù)合材料開發(fā)創(chuàng)新賽車座椅

今年早些時候，Bercellas.l.r. （意大利帕爾馬）與Formula 7（意大利瓦拉諾·德·梅萊加里）聯(lián)手開發(fā)了創(chuàng)新的SAE單座座椅，僅使用100％天然纖維復(fù)合材料，例如亞麻纖維。

Bercella指出，亞麻纖維除了是一種環(huán)保材料之外，還具有抗紫外線、抗沖擊和抗腐蝕的性能。此外，這種材料吸收了振動并與電和熱隔離，因此這非常適合諸如Formula SAE賽車的座椅應(yīng)用。Bercella補充說，這些座椅僅重1.45千克（3.2磅）。

Bercella將使用由Angeloni Group（意大利Quarto d'Altino）提供的天然纖維預(yù)浸料，以及環(huán)氧樹脂或聚酯樹脂。該公司指出，除了合成樹脂之外，還需要大力開發(fā)生物樹脂以實現(xiàn)100％可持續(xù)的最終產(chǎn)品，特別是在當(dāng)前國際汽車聯(lián)合會（FIA）大力推動在賽車運動中使用天然材料的情況下。

保時捷研發(fā)替代碳纖維的天然纖維新材料

保時捷不斷創(chuàng)新尋找可做為車身鈑件的新材料，他們成功使用天然亞麻做出一種名叫天然纖維的新材質(zhì)，它的特性有如碳纖維輕盈，卻又能得到相同強度效果。近期他們使用天然纖維打造718 Cayman GT4 Clubs4 Clubsport的車身鈑件，車身空氣動力套件就是由天然纖維復(fù)合材料制成。

自2019年初，保時捷使用天然纖維可再生材料制造了兩扇車門以及賽車大型尾翼?，F(xiàn)在從前保險杠、后保險杠、前擾流板、前廂蓋、后引擎蓋以及車身周圍的空氣動力套件等都是由再生天然纖維所制成的復(fù)合材質(zhì)打造，幾乎可作為全車外觀套件的新材料。這些再生材料取代車輛外觀的金屬和塑膠車身鈑件，帶來重量和強度的優(yōu)勢，它的優(yōu)點就如同高昂的碳纖維復(fù)合材料，同樣有高安全性與高質(zhì)量的兩種產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

有別于傳統(tǒng)的碳纖維材質(zhì)，天然纖維復(fù)合材質(zhì)的制造成本更低、環(huán)境污染也更低。此外，當(dāng)受到撞擊時震動的阻尼提高五倍，也就是天然纖維復(fù)合材質(zhì)撞擊后的碎片會較大，形成較鈍的切角，不會像是碳纖維所造成叫鋒利且細(xì)小的碎塊，對于賽車來講更加安全。（來源：中國復(fù)材展組委會、蓋世汽車、汽車材料網(wǎng)、榮格等）

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