Nhật Bản trồng giống bột gỗ để chế tạo các bộ phận tự động nhẹ hơn

Sự thúc đẩy toàn cầu giữa các nhà sản xuất ô tô để sản xuất những chiếc xe nhẹ hơn đang dẫn dắt một số nhà cung cấp ôtô ở Nhật Bản chuyển sang những gì có vẻ như là một sự thay thế không thể đối với gỗ - thép.

Các nhà nghiên cứu và các nhà sản xuất ô tô Nhật Bản cho biết một vật liệu làm từ bột giấy chỉ bằng một phần năm thép và có thể tăng gấp năm lần.

Xem thêm >> cửa lưới chống muỗi

Các nano nguyên liệu - xenlulô có thể trở thành một sự lựa chọn thay thế cho thép trong những thập niên tới, mặc dù nó phải đối mặt với sự cạnh tranh từ vật liệu carbon, và còn lâu mới có thể tồn tại về mặt thương mại.

Giảm trọng lượng của một chiếc xe sẽ rất quan trọng khi các nhà sản xuất di chuyển để đưa xe điện vào dòng chính. Pin là một thành phần tốn kém nhưng quan trọng, do đó việc giảm trọng lượng xe sẽ có nghĩa là ít pin sẽ cần thiết để tăng sức tải của xe, tiết kiệm chi phí.

Masanori Matsushiro, giám đốc dự án giám sát thiết kế thân máy tại Toyota Motor Corp., nói: "Sự nhẹ nhàng là một vấn đề không đổi đối với chúng tôi"

"Nhưng chúng tôi cũng phải giải quyết vấn đề chi phí sản xuất cao trước khi chúng ta thấy việc sử dụng vật liệu mới và nhẹ hơn trong xe ô tô khối lượng".

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Kyoto và các nhà cung cấp phụ tùng chính như Denso Corp., nhà cung cấp lớn nhất của Toyota và DaikyoNishikawa Corp. đang làm việc với các loại nhựa kết hợp với sợi nano cellulose - được làm bằng cách phá vỡ các sợi bột gỗ thành vài trăm phần trăm micron (một phần nghìn mm).

Xem thêm >> cửa lưới chống muỗi đà nẵng

Các sợi nano cellulose đã được sử dụng trong nhiều loại sản phẩm khác nhau, từ mực in đến màn hình trong suốt, nhưng khả năng sử dụng tiềm năng của chúng trong xe ô tô đã được kích hoạt bởi "Quy trình Kyoto", theo đó các sợi gỗ được xử lý hoá học được nhào trộn thành chất dẻo đồng thời được chia thành nano , Cắt giảm chi phí sản xuất xuống gần 1/5 so với các quy trình khác.

"Đây là ứng dụng nano cellulose rẻ nhất và có hiệu năng cao nhất, và đó là lý do tại sao chúng tôi tập trung vào việc sử dụng nó trong các bộ phận tự động và máy bay", giáo sư Hiroaki Yano thuộc trường đại học Kyoto, người dẫn đầu nghiên cứu, nói với Reuters trong một cuộc phỏng vấn .

Trường đại học, cùng với các nhà cung cấp phụ tùng ô tô, hiện đang phát triển một mẫu xe sử dụng các bộ phận dựa trên nano cellulose sẽ hoàn thành vào năm 2020.

Yukihiko Ishino, phát ngôn viên của DaikyoNishikawa cho biết: "Chúng tôi đã sử dụng chất dẻo làm chất thay thế cho thép, và chúng tôi hy vọng rằng các sợi nano cellulose sẽ mở rộng khả năng hướng tới mục tiêu đó", Yukihiko Ishino, phát ngôn viên của DaikyoNishikawa, cho biết Toyota Motor Corp và Mazda Motor Corp. Khách hàng.

Các nhà sản xuất ô tô cũng đang sử dụng các sản phẩm thay thế nhẹ khác. BMW sử dụng các loại polyme tăng cường sợi cacbon (CFRPs) cho dòng xe điện nhỏ gọn i3 cũng như dòng 7 của mình, trong khi thép có độ bền cao và hợp kim nhôm hiện là lựa chọn nhẹ nhất được sử dụng rộng rãi vì chúng rẻ hơn và có thể tái chế.

Xem thêm >> cửa lưới chống muỗi hcm

Yano cho biết ông đã lấy cảm hứng từ nghiên cứu của mình bằng bức ảnh "Spruce Goose", một chiếc máy bay chở hàng gần như hoàn toàn bằng gỗ vào năm 1947 bởi nhà kinh doanh tỷ phú người Mỹ Howard Hughes. Vào thời điểm đó, đó là máy bay lớn nhất thế giới.

"Tôi nghĩ rằng nếu Howard Hughes có thể tìm ra cách để sử dụng gỗ để chế tạo một chiếc máy bay khổng lồ, tại sao không sử dụng gỗ để chế tạo một vật liệu bền bằng thép", ông nói.

Chi phí sản xuất một kilôgam sợi nano celulose hiện tại khoảng 1.000 yên ($ 9).

Yano dự định sẽ giảm một nửa chi phí vào năm 2030, vì nó sẽ kết hợp với nhựa, và cạnh tranh với thép có độ bền cao và hợp kim nhôm, hiện đang có giá khoảng 2 USD / kg.

Các chuyên gia trong ngành ước tính giá sợi cacbon sẽ giảm xuống khoảng 10 USD / kg vào năm 2025.

Theo các nhà phân tích, thép và thép nhôm cao sẽ trở thành lựa chọn phổ biến hơn trong nhiều năm tới, xem xét các nhà sản xuất phụ tùng sẽ cần phải sửa chữa lại dây chuyền sản xuất và tìm ra cách để buộc các vật liệu mới như sợi nano cellulose vào các bộ phận khác của xe hơi.

Xem thêm >> cửa lưới chống muỗi quận 2

Anthony Vicari, một nhà phân tích vật liệu ứng dụng tại Lux Research ở Boston, nói rằng "sẽ là một việc lớn" mặc dù nếu dự đoán của Yano là chính xác.

Nhưng bây giờ, nó vẫn "rất lớn" nếu '', ông nói.