本致力于開發(fā)聚合物新材料以實現(xiàn)汽車輕量化

日本正合作推進車體、輪胎、車窗等主要汽車零配件向輕量化演進的研發(fā)活動。這其中的關(guān)鍵是能夠讓塑料成為可用之材的高分子化合物。研發(fā)活動的既定目標是將現(xiàn)有汽車車身重量減少半，新材料的使用將有望助力電動汽車的普及。

東京大學(xué)教授伊藤耕三在東京都召開記者會時自信地表示:我們希望在9月發(fā)布一款迄今為止從未出現(xiàn)過的、由高性能聚合物材料生產(chǎn)的汽車。”伊藤教授等人從2014年開始參與政府的科研項目。在研究名為“堅硬聚合物”的新材料的過程中，不斷有新成果問世。塑料制品和膠片中使用的樹脂，以及輪胎或者減震器中使用的橡膠都屬于聚合物?，F(xiàn)有的汽車出于安全性和耐久性考慮，主要使用鐵玻璃等堅硬材料。如果用塑料替換這些材料，車身重量就能大幅降低。

研發(fā)工作進展最快的是車窗。負責(zé)相關(guān)研究的住友化學(xué)公司團隊經(jīng)理笠原達也干勁十足。他表示希望用樹脂代替汽車上的金屬和玻璃。隨著車身重量降低，油耗也將減少。如果用透明樹脂制作前擋風(fēng)玻璃，司機視野將會更開闊，安全性也更高。

研究團隊關(guān)注的是堅硬但易壞的聚甲基丙烯酸甲酯(俗稱有機玻璃)和不易壞且更具韌性的聚碳酸酯。研究人員結(jié)合兩者的優(yōu)點制造出了高強度的透明樹脂。該透明樹脂在前擋風(fēng)裝置強度試驗中沒有碎裂。目前這種材料已經(jīng)有了實用化的趨勢。笠原經(jīng)理說，已經(jīng)有國內(nèi)汽車企業(yè)前來咨詢。目前的問題出在安全性規(guī)則上。在現(xiàn)有制度下，汽車的前擋風(fēng)裝置只允許使用玻璃制造。伊藤教授說:“一旦人們了解了透明樹脂的強大性能，規(guī)則將會有所調(diào)整。”

東麗公司也在致力于實現(xiàn)汽車的輕量化。他們研發(fā)出將聚輪烷摻入樹脂從而提高其強度的技術(shù)。由此產(chǎn)生的新材料的張力是此前的8倍，彎由強度則達到了50倍。如果將該技術(shù)應(yīng)用在玻璃纖維上，不僅可以用來生產(chǎn)防爆玻璃，還可以與碳素纖維相結(jié)合制保了汽車的輕量化與耐久性。

伊藤教授表示，聚合物材料可以在汽車研發(fā)領(lǐng)域發(fā)揮重大作用。很多國家已經(jīng)在研究禁止銷售燃油汽車，研發(fā)電動汽車的競爭勢必愈發(fā)激烈。人們現(xiàn)在需要改進的不只是電池和發(fā)動機。旦用聚合物材科生產(chǎn)出更輕的汽車，人們還將提高汽車的續(xù)航能力和運動性能。在研發(fā)空中飛車方面，實現(xiàn)輕量化顯得更加重要了。預(yù)計將在9月發(fā)布的新車就是用強化塑料生產(chǎn)的，有望比傳統(tǒng)汽車輕38%。同樣的車型若使用鐵和玻璃制造，重量為1333公斤，而使用新材料生產(chǎn)將只有832公斤。

日本能否憑借在化學(xué)技術(shù)方面的優(yōu)勢改變汽車的未來?目前，新材料在實際應(yīng)用方面面臨的主要障礙是高成本，新材料汽車的造價是現(xiàn)有汽車的數(shù)倍。伊藤教授說，他們的目標是用增成本來獲得十倍以上的性能。計劃在十年后實現(xiàn)新材料汽車實際應(yīng)用的伊藤教授對此充滿信心，“研究成果不能躺在實驗室里”。