提起汽车新材料,想必大家首先想到的一定是纳米材料、碳纤维,石墨烯,以及各种各样的新型增强型复合材料.虽然目前高性能塑料制复合材料已经占到了汽车重量的10%-20%,但是剩下的80%,仍然是金属材料占主导.

    福特用番茄造汽车,丰田氢能源车燃料是牛粪,日产在研发自清洗材料涂层,汽车要用大猩猩玻璃…今天就带大家一起去看看最新的创意性汽车新材料,实现汽车材料  "轻质、高强度、低成本、高耐磨、耐腐蚀"的目标还有诸多可能性.

    (一)福特要用番茄造汽车了

    在众多汽车厂商里面,福特算的上走在环保潮流前沿的一家了.之前,它曾和可口可乐合作,通过将后者具有 30% 植物成分的瓶子拉成纤维,以替换 Fusion 中原本使用的地毯、车顶棚和车门装饰条等材料.这一次,它找到了食品生产公司亨氏,将它在番茄酱生产过程中所产生的废弃番茄皮加工成纤维,从而用这种可持续的绿色材料制作汽车内饰.

    为了生产一些硬质塑料,他们测试了番茄纤维的硬度、延展性等指标.此外还测试了番茄的抗冲击强度,确保它在与另一辆车相撞,或者在停车过程中发生碰撞时,不会裂开,如此便可用作外部零件.

    番茄纤维颗粒

    福特公司的天然纤维复合材料研究组拥有一批"萌萌哒"工程师,他们在番茄之外还研究过洋麻、剑麻纤维等植物.以蒙迪欧为例,其前后门都有使用洋麻纤维增强的材料, 相比传统材料,使用该材料可以使零件重量降低30%以上.另外他们在巧克力的原材料可可豆身上发现了微米级别的小气泡,这几发了他们决定将类似的结构运用到汽车塑料的制作当中.

    (二)丰田氢能源车,燃料是牛便便

    在电动汽车还不是那么深入人心的当下,采用燃料电池驱动的新一代汽车要想让消费者掏钱购买,还得好好作一番普及才行.作为丰田旗下的第一款量产版氢燃料电池汽车,Mirai 去年在美国投放了一系列在线视频广告,其目的便是解决大众对于氢燃料技术的疑虑.

    要知道在加州的农场中,牛粪的处理关系到农场环境和奶农们的健康问题,而这些热气腾腾、臭气熏天的牛粪其实也是产生氢气的最佳原材料.广告中,Scott Blanchet 就负责解决奶农 Ron 农场里的大堆牛粪,当这些有机肥料在经过沼池发酵及工业处理后,便变成了驱动 Mirai 上路的动力.

    牛粪→氢气→动力

    丰田将 Mirai 背后的燃料电池技术视为推动汽车业发展的转折点,它们甚至开放了与燃料电池技术相关的 5680 项专利,希望有更多的企业和人才参与推动研发速度.与电动汽车一样,氢燃料电池汽车需要面对的壁垒之一便是燃料加注站,但到目前为止,全球几乎没有任何一个上规模的加氢网络.

    (三)日产在研发自清洗材料涂层

    日产汽车将一种名为Ultra-Ever Dry的材料喷涂在车身外面以保证车辆在行驶过水坑、泥坑之后所溅起来的水、泥不会附着在车身上,保证车身的干净.

    美国UltraTech的公司研制的这种由纳米材料制作出来的涂料,拥有超强的斥水性能,因此可以防止油、泥、水粘附到喷涂有该材料的物体上.这种材料利用纳米材料模拟了莲叶表面的结构,简单来说就一层低沾水性的纳米级的绒毛,让水珠无法与物体表面接触,再由于自身表面张力而形成水珠滚落.因此这种材质便具有如实验中那种"自清洁"的神奇效果.

    虽然该材料还在测试阶段,涂料的寿命也只有2-8个月,但第一个吃螃蟹的日产为汽车涂料指引了一个有趣的方向.够一直保持爱车的光彩照人,这对于处女座们简直拥有着致命的吸引力.

    (四) 汽车也要用大猩猩玻璃?

    新一代福特 GT 超跑将使用康宁大猩猩玻璃作为前风挡和后风挡材料,对,就是智能手机厂商经常挂在嘴边的材料.这种玻璃为福特 GT 减经大约 32% 的重量,减少 25% - 50% 厚度,这对超跑汽车来说,非常重要.目前,这种高端玻璃配件只被用于福特最昂贵的跑车系列.

    没错,和传统的挡风玻璃相比,这种名为 "Gorilla Glass hybrid" 的新玻璃更轻、更薄、但真的更坚固吗?现在市面上的iPhone 6s 使用了 Ion-X 玻璃,三星 S6 Edge 用的是大猩猩玻璃.两种材料的硬度接近,你可以在许多其它手机上见到它们,但这些玻璃的硬度其实并不令人满意.

    正巧,去年东京大学和日本同步辐射研究院的研究人员发布了一个研究成果:他们发明了一种超级轻、硬、薄的合成玻璃.这种新型玻璃主要由二氧化硅组成,它极其坚硬的原因在于研究人员往其中加入了氧化铝.他们利用氧气,将氧化铝粉末推到空中,再利用激光进行融化.理论上,这种合成玻璃的硬度能够达到蓝宝石的 85%,与一般的钢材接近.也许有一天,你真的可以在 iPad 上切菜.

    东京工业大学教授表示希望能够大规模制造这种玻璃,并在 5 年内投入商业使用.如果价格亲民的话,也许在不就的将来,汽车上还来不及普及昂贵的大猩猩玻璃,就先被这种性价比高的新型玻璃替代了.

    (五)新材料与新能源,公共交通新选择

    立陶宛最近开发一辆叫"舞者巴士(Dancer Bus)"的新能源汽车,设计意念将新材料技术和新能源汽车理念应用公交车上,旨在打造新一代有城市特色的公交车,而这辆"舞者巴士"由一辆斯柯达TR14改装而成,而且被改装成能够脱离电网独立运行.

    当前很多无轨电车都因为外壳材质而非常沉重,而将金属材质全部换成半透明复合材料的垂直透明板,整个车的外观就获得了巨大的改变,使车内的乘客可以获得360度无死角的广阔视野夜间,车身可以通过程序来改变静态或动态数据.而且公共汽车车身所采用的新型材质可以在夜间变成一块大投影幕播放视频媒体.

    随着汽车总量的逐年攀升,环境和资源问题日益明显,如何维持经济发展、环境保护与资源利用之间的平衡已经成为世界关注的焦点.纯电动汽车以其结构相对简单,能量来源广,无污染,零排放的特点,受到汽车行业的高度重视.

责任编辑：周娅

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