汽车上的“食物基因”

已经多次触及每加仑100美元的原油价格正在给全世界的汽车生产企业都带来了难题。如何减少汽车内石化产品的使用、如何减轻汽车重量以降低汽车油耗,面对这些问题,汽车制造商们比消费者们更为急迫。

一些汽车商将目光投向了餐桌,黄豆、胡萝卜、椰子、巧克力等美食不仅皆可入菜,而且能够制造汽车。

作为世界上最大的大豆生产国,美国一直在积极为国内充裕的大豆资源寻找出路。

就在十年前,一群农民主动找到了美国的福特公司,期望为美国中西部地区获得丰收的大豆农作物寻找新的用途。尽管大豆与汽车好像是风马牛不相及,但一系列的材料魔术还是让两者找到了融合点。

大豆蛋白质是大豆榨油后留存的副产品,传统上会用于制成饲料喂养生猪和家禽。但福特公司的研究人员另辟蹊径,通过一系列的化学反应将大豆蛋白质开发为各项性能和耐用性要求的大豆油基泡沫,并最终填充到到了普通的汽车坐垫上。仅此一项,就省去了原来三分之二的传统石化发泡材料坐垫的泡沫用量,相当于每年减少约45万公斤的石化燃料的使用。

美国家喻户晓的草坪及园艺用品制造商Scotts Miracle-Gro正在操心的,不是产自田间的大豆,而是挂在树顶的椰子。

Scotts Miracle-Gro每年会购置大量的椰壳,以加工椰壳表面那层毛茸茸的椰棕。在热带地区,这种韧性极强的天然纤维是传统手工编织工艺的重要材料。Scotts Miracle-Gro正是看中了椰棕的特性,将其加工成出用于土壤和草种锁水的载体。但问题是,这种单一用途无法消耗所有购置的椰壳,以至于每年都有部分原料会被浪费。最终,这批椰壳也在汽车制造商那里找到了出路。

椰壳被运送到福特公司之后,福特的研究人员让椰棕与塑料结合,使其纤长强韧的纤维给塑料固件加入“筋骨”,给了车用零件提供额外加固,从而减少对石油产品的需求。这一举措不仅利用了可再生资源,新零件的重量也大大减轻。

而且,这种自然的纤维在塑料中清晰可见,其自然的纹路较普通材料更得顾客喜爱。在车辆内饰中,这种材料还可用来制造储物箱、车门饰件、坐椅饰件或中控台。除此之外,将来还有望应用于车身底板和外部饰件。

自然材料虽好,但同种材料并非能在全球适用,原因在于各国的资源禀赋并不相同。福特中国材料工程师潘安波对本报记者举例说,大豆在美国有着丰沛产量,但在中国却是必须被有效利用的基本口粮之一,因此该企业分布在全球的材料工程师的一个重要任务是,搜集各地相对丰富而独特的自然材料,并研究出适应当地的产品。

相对于大豆来说,开发蓖麻油这种植物产品不会陷入“与人争粮”的境地。在全球的热带地区,广泛分布着可供提炼蓖麻油的蓖麻科开花大戟属植物。福特和全球最大的化工企业巴斯夫利用这种廉价材料合作开发了一种蓖麻油油基泡沫。

与此前所采用的材料相比,新的蓖麻油基泡沫的耐久性得以大幅提高,拉伸强度提高了36%,撕裂强度也提高了5%。与此同时,在温度或冲击应力之下的延展性几乎降低12%。从消费者的角度看,利用这种新材料制作的汽车仪表板的触感更加柔软。

巴斯夫聚氨酯系统业务副总裁Joel Johnson介绍说,这种新材料正式使用后,未来在北美地区每生产30万辆福特福克斯汽车就节省5000多桶石油。

除了植物外,巧克力也能给汽车制造带来灵感。

一直以来,汽车生产厂商都希望不断减少汽车自重以降低油耗,优化汽车笨重的金属外壳实施起来相对容易,但如何降低本已质量较轻的塑料材料却是个难题。

解决这一问题的灵感正来自于巧克力。

通过在巧克力中注入气泡,著名的Aero巧克力获得了超越一般巧克力独特口感。当用特殊技术也将气泡注入到塑料中后,气泡消失所留下的蜂窝结构在不改变强度的前提下让塑料的质量变得更轻。

事实上,早期工业就尝试过大豆泡沫材料,只不过那时所生产的大豆泡沫臭味浓重并不适合生产应用。且石油和塑料价格十分低廉,让工业界没有太多动力对自然材料技术实施革新。

但目前的情况是,过百美元的石油价格正促使每一家汽车制造商去积极寻找替代材料。这包括用自牛仔裤、T恤衫、毛衣和其他物品所制成的费棉作为隔音填充材料,用小麦秸秆改进塑料储物箱,用可再生塑料瓶制成汽车坐垫,用可循环再生的纱线做成汽车装饰的麂皮绒面料等。

 
 
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