研究人员正竭尽全力，试图使高强度、轻质量的碳纤维能够免于垃圾填埋，实现回收再利用。

    碳纤维复合材料集高强度和轻质量与一身，被很多人誉为实现中“清洁经济”的神奇材料。现在，这种材料已被用于推动风电革命以及提升飞机的燃油经济性。

    不仅如此，相比于传统的玻璃纤维叶片，碳纤维制成的涡轮叶片不仅具有更好的耐用性，而且刚性更高，因此能在风力大时确保稳定可靠，在风力小时又能更有效地进行发电。

    另一方面，汽车制造厂家们也在不遗余力地挖掘这一材料的潜能，用于制作更加轻量化、更节能的汽车。

    迈凯伦最近宣布，它计划在英国的谢菲尔德开设一家生产碳纤维跑车的工厂，而宝马也不甘示弱地表示，它旗下的i3汽车将配备碳纤维制成的乘客座椅，这将是在量产车上的首次尝试。

    但是，碳纤维也有一个不为人知的缺点：这种高科技材料的生产过程之中会引起严重浪费，而且难以回收利用。

    回收难是个大问题为了制造这种工业界爱不释手的质量轻、强度高的复合材料，碳纤维首先要与塑料聚合物树脂结合。但是在该材料的使用过程中，需要手工铺设复合材料片，这一环节会引起大量的浪费。

    根据碳纤维再生公司ELG碳纤维的数据，碳纤维材料板在修剪到理想尺寸后，大约有近三分之一的原材料会被丢弃，并最终会进入垃圾填埋场。

    在环保慈善机构“绿色联盟”二月份起草的一份报告中，它将碳纤维列为可能成为未来“废物源”的几种新材料之一，除非人们能够采取有效行动，对碳纤维材料进行回收与再利用。

    研究人员和众多初创公司正争先恐后地进入这一领域，试图解决这一棘手难题。如果他们能够使得碳纤维免于垃圾填埋的命运，那么人们或许能将这些再生碳纤维用于汽车、自行车以及其它数十种应用中。同时，实现碳纤维的循环利用也将节省大量的能源，因为原始材料的生产过程是整个生产中耗能最为严重的部分。

    但是，关键问题在于，碳纤维无法像普通塑料或者金属一样，可以通过简单地熔化变形而重新投入使用。碳纤维复合材料的超高强度源自于其固定于树脂中、纤长且精密排列着的碳纤维。一旦这些聚合物固化之后，大多数的聚合物是无法简单熔融的，只能焚化或者利用化学溶剂，回收其中有价值的纤维。

    碳纤维公司的厂区位于英国西米德兰郡杜德利市附近，早在2009年，他们就在那里通过焚化树脂来回收碳纤维。而另一家位于科罗拉多州的创业公司Vartega，则利用化学手段对树脂进行类似的处理。

    诺丁汉大学机械、材料和制造工程系主任史蒂夫·皮克林（Steve Pickering）表示，上述两种方法都会导致纤维变短，而且相比原生纤维，再生纤维大多混乱无章，会导致承重能力下降。

    皮克林说，再生的碳纤维常常用于制作网球拍和高尔夫球杆。这两种器材对于轻量化的考量要远胜过强度。他补充道，“尽管再生的碳纤维仍然算得上是一种非常好的材料，但是这种材料的性能比不上其他更加廉价的材料，比如铝合金以及其他复合材料。”

    碳纤维的未来皮克林的研究团队正努力研究将再生纤维均匀地分散在液体中，然后让它们通过一个微型喷嘴，迫使碳纤维实现重新排列。他认为，这一工艺最终将使得再生的碳纤维拥有足够的强度，从而能够运用于汽车行业之中。

    皮克林表示，更加有效地回收再利用碳纤维，将能显著降低这一神奇材料的使用成本。就目前来说，根据捷豹路虎的研究，当碳纤维用作汽车零部件材料时，其成本高达钢材的20倍，或者是铝的10倍。

    科罗拉多州的Mallinda是一家专注碳纤维的初创企业，他的首席执行官克里斯·卡佛（Chris Kaffer）同样认为再生碳纤维将有助于降低成本。该公司开发了一款具有良好重塑能力的新型聚合物，这种聚合物可以在较低的温度下进行浇铸和修复，这将使得他们能在不到一分钟的时间里，利用冲压技术将碳纤维汽车零件成型，而不是现在的几个小时。

    卡佛说：“我们希望通过打造一个将再生纤维纳入新产品中的二级市场，来实现碳纤维使用成本的下降。”

    毫无疑问，这种改变绝不可能一蹴而就。美国的几家主要汽车厂商在采用新材料方面一向是拖泥带水、磨磨蹭蹭。例如，福特公司花了6年时间和十亿美元的代价，才将F150卡车原有的钢制底盘换成铝制的。

    卡弗说：“况且，传统的碳纤维化学工艺已经发展了50年之久，要赶上它们的发展进度，我们任重道远。”

    不过好消息是，碳纤维材料通常十分耐用：至少在未来的十年内，目前的这一代风电涡轮叶片和电动汽车，都不会被人扔进垃圾堆。或许当第二代风轮叶片退役的时候，比起在地上挖个洞，我们能为这些宝贵的碳纤维找到一个更好的归宿。

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责任编辑：殷鹏飞

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