提起汽車新材料,想必大家首先想到的一定是納米材料、碳纖維,石墨烯,以及各種各樣的新型增強型復合材料.雖然目前高性能塑料制復合材料已經占到了汽車重量的10%-20%,但是剩下的80%,仍然是金屬材料占主導.

    福特用番茄造汽車,豐田氫能源車燃料是牛糞,日產在研發自清洗材料涂層,汽車要用大猩猩玻璃…今天就帶大家一起去看看最新的創意性汽車新材料,實現汽車材料  "輕質、高強度、低成本、高耐磨、耐腐蝕"的目標還有諸多可能性.

    (一)福特要用番茄造汽車了

    在眾多汽車廠商里面,福特算的上走在環保潮流前沿的一家了.之前,它曾和可口可樂合作,通過將后者具有 30% 植物成分的瓶子拉成纖維,以替換 Fusion 中原本使用的地毯、車頂棚和車門裝飾條等材料.這一次,它找到了食品生產公司亨氏,將它在番茄醬生產過程中所產生的廢棄番茄皮加工成纖維,從而用這種可持續的綠色材料制作汽車內飾.

    為了生產一些硬質塑料,他們測試了番茄纖維的硬度、延展性等指標.此外還測試了番茄的抗沖擊強度,確保它在與另一輛車相撞,或者在停車過程中發生碰撞時,不會裂開,如此便可用作外部零件.

    番茄纖維顆粒

    福特公司的天然纖維復合材料研究組擁有一批"萌萌噠"工程師,他們在番茄之外還研究過洋麻、劍麻纖維等植物.以蒙迪歐為例,其前后門都有使用洋麻纖維增強的材料, 相比傳統材料,使用該材料可以使零件重量降低30%以上.另外他們在巧克力的原材料可可豆身上發現了微米級別的小氣泡,這幾發了他們決定將類似的結構運用到汽車塑料的制作當中.

    (二)豐田氫能源車,燃料是牛便便

    在電動汽車還不是那么深入人心的當下,采用燃料電池驅動的新一代汽車要想讓消費者掏錢購買,還得好好作一番普及才行.作為豐田旗下的第一款量產版氫燃料電池汽車,Mirai 去年在美國投放了一系列在線視頻廣告,其目的便是解決大眾對于氫燃料技術的疑慮.

    要知道在加州的農場中,牛糞的處理關系到農場環境和奶農們的健康問題,而這些熱氣騰騰、臭氣熏天的牛糞其實也是產生氫氣的最佳原材料.廣告中,Scott Blanchet 就負責解決奶農 Ron 農場里的大堆牛糞,當這些有機肥料在經過沼池發酵及工業處理后,便變成了驅動 Mirai 上路的動力.

    牛糞→氫氣→動力

    豐田將 Mirai 背后的燃料電池技術視為推動汽車業發展的轉折點,它們甚至開放了與燃料電池技術相關的 5680 項專利,希望有更多的企業和人才參與推動研發速度.與電動汽車一樣,氫燃料電池汽車需要面對的壁壘之一便是燃料加注站,但到目前為止,全球幾乎沒有任何一個上規模的加氫網絡.

    (三)日產在研發自清洗材料涂層

    日產汽車將一種名為Ultra-Ever Dry的材料噴涂在車身外面以保證車輛在行駛過水坑、泥坑之后所濺起來的水、泥不會附著在車身上,保證車身的干凈.

    美國UltraTech的公司研制的這種由納米材料制作出來的涂料,擁有超強的斥水性能,因此可以防止油、泥、水粘附到噴涂有該材料的物體上.這種材料利用納米材料模擬了蓮葉表面的結構,簡單來說就一層低沾水性的納米級的絨毛,讓水珠無法與物體表面接觸,再由于自身表面張力而形成水珠滾落.因此這種材質便具有如實驗中那種"自清潔"的神奇效果.

    雖然該材料還在測試階段,涂料的壽命也只有2-8個月,但第一個吃螃蟹的日產為汽車涂料指引了一個有趣的方向.夠一直保持愛車的光彩照人,這對于處女座們簡直擁有著致命的吸引力.

    (四) 汽車也要用大猩猩玻璃?

    新一代福特 GT 超跑將使用康寧大猩猩玻璃作為前風擋和后風擋材料,對,就是智能手機廠商經常掛在嘴邊的材料.這種玻璃為福特 GT 減經大約 32% 的重量,減少 25% - 50% 厚度,這對超跑汽車來說,非常重要.目前,這種高端玻璃配件只被用于福特最昂貴的跑車系列.

    沒錯,和傳統的擋風玻璃相比,這種名為 "Gorilla Glass hybrid" 的新玻璃更輕、更薄、但真的更堅固嗎?現在市面上的iPhone 6s 使用了 Ion-X 玻璃,三星 S6 Edge 用的是大猩猩玻璃.兩種材料的硬度接近,你可以在許多其它手機上見到它們,但這些玻璃的硬度其實并不令人滿意.

    正巧,去年東京大學和日本同步輻射研究院的研究人員發布了一個研究成果:他們發明了一種超級輕、硬、薄的合成玻璃.這種新型玻璃主要由二氧化硅組成,它極其堅硬的原因在于研究人員往其中加入了氧化鋁.他們利用氧氣,將氧化鋁粉末推到空中,再利用激光進行融化.理論上,這種合成玻璃的硬度能夠達到藍寶石的 85%,與一般的鋼材接近.也許有一天,你真的可以在 iPad 上切菜.

    東京工業大學教授表示希望能夠大規模制造這種玻璃,并在 5 年內投入商業使用.如果價格親民的話,也許在不就的將來,汽車上還來不及普及昂貴的大猩猩玻璃,就先被這種性價比高的新型玻璃替代了.

    (五)新材料與新能源,公共交通新選擇

    立陶宛最近開發一輛叫"舞者巴士(Dancer Bus)"的新能源汽車,設計意念將新材料技術和新能源汽車理念應用公交車上,旨在打造新一代有城市特色的公交車,而這輛"舞者巴士"由一輛斯柯達TR14改裝而成,而且被改裝成能夠脫離電網獨立運行.

    當前很多無軌電車都因為外殼材質而非常沉重,而將金屬材質全部換成半透明復合材料的垂直透明板,整個車的外觀就獲得了巨大的改變,使車內的乘客可以獲得360度無死角的廣闊視野夜間,車身可以通過程序來改變靜態或動態數據.而且公共汽車車身所采用的新型材質可以在夜間變成一塊大投影幕播放視頻媒體.

    隨著汽車總量的逐年攀升,環境和資源問題日益明顯,如何維持經濟發展、環境保護與資源利用之間的平衡已經成為世界關注的焦點.純電動汽車以其結構相對簡單,能量來源廣,無污染,零排放的特點,受到汽車行業的高度重視.

責任編輯：周婭

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