日本研發(fā)新型聚合物材料 實現(xiàn)汽車重量減半
來自工業(yè)界、學術(shù)界以及政府的日本研究人員正在為車身、車輪、車窗等汽車零部件研發(fā)更堅固、更輕量化的材料。研發(fā)的核心就是充分利用聚合物材料,即塑料為主要構(gòu)成要素的材料,目的是使用此類材料將汽車重量減半,加速電動汽車的普及。
東京大學伊藤耕三(Kozo Ito)教授在內(nèi)閣府的ImPACT項目(2014年推出)的支持下,正領(lǐng)導該項目。其研究團隊計劃在9月份推出迄今為止從未出現(xiàn)過的、由高性能聚合物材料制成的汽車。
無論是天然的聚合物材料還是合成的聚合物材料,都是由微小分子鏈組成的,常發(fā)現(xiàn)于日常產(chǎn)品,包括制成塑料和薄膜的樹脂、輪胎中的橡膠以及用于建筑物的地震阻尼器。如今的汽車都是由鋼材和玻璃等重材料制成的零件,此類零件很耐用,而且增強了安全性,但是使燃料效率受到限制。塑料更輕,但是更易破碎。如果可以設(shè)計出與鋼材具有相同強度,但是重量更輕的材料,則可以大大增加汽車續(xù)航里程。
可以使用該材料的一個領(lǐng)域就是車窗。由笠原達(Tatsuya Kasahara)領(lǐng)導的住友化學公司團隊的研究人員正研究塑料,替代用于車窗的金屬和玻璃,以大大減輕汽車重量。該團隊的目標是為擋風玻璃制造比玻璃更堅固的透明塑料。
輪胎制造商普利司通(Bridgestone)也在生產(chǎn)更耐用的橡膠,使輪胎重量更輕,并取得了相關(guān)進展。與此同時,工業(yè)紡織品制造商東麗株式會社(Toray Industries)也在研發(fā)新技術(shù),將樹脂與聚輪烷材料混合,提高塑料強度,可將塑料張力提高8倍,彎曲強度達到50倍。如將該技術(shù)應(yīng)用于玻璃纖維,則不僅可用來生產(chǎn)防爆玻璃,還可與碳纖維結(jié)合使用,制成汽車車身框架,減輕汽車重量,提高其耐久性。
該原型車預計于9月推出,由于采用了堅韌的聚合物材料,包括車身板材中使用了碳纖維增強型塑料,預計該車將比現(xiàn)有車型輕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。新型聚合物材料應(yīng)用于普通汽車最大的障礙就是高成本,新型聚合物材料價格是傳統(tǒng)材料的數(shù)倍。
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