该材料或许能成为钢材的替代品澳门新普金娱乐网:,该材料就可以用在汽车中

导读:在汽车行业以外的领域,纳米纤维已用在许多产品中,比如墨水、透明显示屏。而通过研究人员联合研发的“Kyoto Process”制作工艺,该材料就可以用在汽车中。纤维素纳米纤维的比重是钢的五分之一,但强度是钢的五倍。几乎每一家汽车制造商都在追求轻量化,因为无论从油耗还是性能层面上而言,轻量化对汽车都有益处。但不要忽略了另一个事实——要让更轻的材料实现更强的安全性,则会增加不少成本。因此,关于轻量化这一举措更准确的说法是,严苛的法规让他们不得不把汽车变得更轻。压力之下人往往会迸发出灵感和创意,比如碳纤维、铝镁合金、树脂等。眼下,一家日本汽车零部件制造商正在研发一种奇葩的全新材料。据悉,这种从木浆中提取的纤维素纳米纤维材料比重只有钢材的五分之一,但强度却是后者的五倍。研究者表示,这种纤维素纳米纤维材料可以在未来数十年的时间里成为钢的良好替代品。不过,该材料目前面临的最大对手就是碳基材料——比如碳纤维。在商业化进程上,碳纤维已经在诸多超跑以及例如宝马这类豪华汽车制造商的产品中有所运用。而纤维素纳米纤维材料尚处于研究阶段。另一层面上,电动汽车的普及化使得轻量化的重要性比从前更高,因为它对于电动汽车的最重要参数——续航里程有着至关重要的作用。电池作为电动汽车中最核心的部件,成本尚处于高位,因此轻量化成为了一项可以“四两拨千斤”的技术。汽车制造商们早已深谙此道。丰田汽车车身设计部门项目经理Masanori Matsushiro认为,轻量化对于车身设计来说是一个永恒的重要议题。不过,他指出:“我们仍然需要考虑到因为加工新材料所需的新技术,以及因此增加的制造成本。尤其是当它们应用在大规模量产阶段到时候。”京都大学研究人员、电装(DENSO)等零部件供应商以及DaikyoNishikawa公司正在共同研究如何将塑料与纳米纤维结合。据研究人员介绍,纤维素纳米纤维是由木浆纤维打破变小成几百微米后制成,一微米长相当于千分之一毫米。在汽车行业以外的领域,纳米纤维已用在许多产品中,比如墨水、透明显示屏。而通过研究人员联合研发的“Kyoto Process”制作工艺,该材料就可以用在汽车中。据研究人员介绍,“Kyoto Process”对木纤维进行化学处理,使之与塑料融合,使之成为纳米纤维。通过这种技术后,制造成本可以大幅降低,约为传统工艺的五分之一。京都大学教授Hiroaki Yano表示:“(我们正在研究的项目)是纤维素纳米纤维低成本、高性能应用的好案例。因此我们很期待看它如何应用在汽车制造、甚至飞机制造领域。”其透露,京都大学与供应商合作伙伴正在开发一款使用纳米纤维作为车身的原型车,希望在2020年之前完成该项目。丰田、马自达都是DaikyoNishikawa的客户。该公司新闻发言人Yukihiko Ishino说:“我们一直将塑料作为钢铁的替代品之一,希望纳米纤维能将我们的可选材料范围进一步扩大。”Hiroaki Yano表示,他之所以发起此项研究是受到了“Spruce Goose”的影响,后者是一架运输飞机。它在1947年由美国企业家霍华德·休斯(Howard Hughes)制造,这家飞机几乎全用木材制造。当时,Spruce Goose是世界上最大的飞机。Hiroaki Yano于是想到,“既然霍华德·休斯可以用木材制造大型飞机,那为什么不能用木材中提炼出强度和钢一样的材料呢?”当前,1千克纳米纤维材料的成本约为9美元。Hiroaki Yano的目标是,在2030年之前将其成本降低一半。由于它可以与塑料结合应用,这样一来,这种材料与铝合金等高刚度材料相比就有了更大的竞争优势。专家预测,当前被认为汽车中应用最贵的轻量化高强度材料——碳纤维,到了2025年价格会降到每千克10美元。分析师认为,近期铝合金仍然是最流行的轻量化材料。毕竟例如纳米纤维这类材料生产时需要改造生产线。波士顿Lux Research应用材料分析师安东尼·维卡里表示,如果Hiroaki Yano的项目能够成功,那将是个重大突破。

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盖世汽车讯 据外媒报道,随着全球车企对汽车轻量化的大力推动,部分日本零部件供应商将目光转向了木材。似乎大部分人不认为木浆能替代钢材,然而事实真的是这样吗?

据CNBC北京时间8月15日报道,全球汽车厂商都在竞相减轻汽车重量,促使部分日本汽车厂商考虑使用其他材料取代钢铁,这是这种材料有点出人意料:木头。

据报道,目前全世界的汽车制造商都在努力制造轻型车,一些日本汽车供应商正转向看起来不太可能的材料——木材,去取代钢铁。日本研究人员和汽车零部件制造商表示,木浆制成的材料重量仅占钢铁的五分之一,然而强硬度却是钢铁的五倍以上。在未来几十年,纤维素纳米纤维(cellulose nanofibres,简称CNF)很可能成为钢铁的替代品,这种以树木为原料的纤维,能使得汽车、电子部件更轻巧更牢固。

全球汽车制造商都想制造更轻的汽车,在这种大趋势下,日本组件供应商准备用木头替代钢铁,看起来似乎不可能,实际却是可能的。

定位汽车轻量化

▲京都大学教授Hiroaki Yano

如果成本降低,得到普及,有望改写材料产业的格局。尽管它面临着碳基材料的竞争,但仍然在商业可行方面还有很长的路要走。

日本研究人员与汽车组件制造商认为,用木纤维制造的原材料重量只有钢铁的五分之一,但是强度好5倍。

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日本研究人员和汽车零部件厂商表示,利用木纤维制成的一种材料,重量仅为钢铁的五分之一,但强度却是后者的5倍。

对汽车制造商来说,降低车辆的重量是极其关键的,于是乎现在的电动汽车成为各大制造商的主流。电池是昂贵但至关重要的部件,因此汽车重量的减少意味着需要更少的电池为车辆供电,节省成本。

这种材料就是细胞膜质纳米纤维。cellulose又叫作纤维素,或者叫细胞膜质,它就是植物细胞壁材料,可以用来制造塑料、纸。在未来几十年里,新材料也许可以替代钢铁,研究人员称,虽然这种材料面临碳材料的竞争,在很长一段时间内也难以商用。

日本研发人员及汽车零部件供应商表示,目前研发了一款新材料,其由木浆制成,重量仅为钢材重量的五分之一,但其强度却是钢材的五倍。

他们表示,未来数十年,被称作纳米纤维素的这种材料将能取代钢铁——不过它面临着碳基材料的竞争,但其商业化还需要相当长一段时间。

负责丰田车身设计的项目经理Masanori Matsushiro表示:“轻量化对于我们来说是恒久不变的问题。但是,我们也必须解决高制造的成本问题,然后才能在批量车中使用重量较轻的新材料。”

减少汽车的重量相当关键,制造商正在发力,想让电动汽车普及。电池非常昂贵,不过却是极为关键的组件,如果汽车重量降低,用来驱动汽车的电池数量也就可以相应减少,从而节省成本。

该材料属于纤维素纳米纤维(cellulose nanofibers),在未来十年内,该材料或许能成为钢材的替代品,但仍面临来自碳纤维材料的挑战,其商业化进程还有很长一段路要走。

由于汽车厂商希望电动汽车成为主流商品,减轻汽车重量将非常关键。电池是电动汽车中一个成本很高、必不可少的零部件,减轻汽车重量意味着更少的电池就足以为电动汽车提供动力。

京都大学的研究人员和主要零部件供应商如株式会社电装Denso、丰田最大的供应商和DaikyoNishikawa,正在研究与纤维素纳米纤维结合的塑料,这种塑料通过将木浆纤维分解为几百微米而成。