新材料正在改变汽车的未来. 日本正合作推进车体, 轮胎, 车窗等主要汽车零配件向轻量化演进的研发活动. 这其中的关键是能够让塑料成为可用之材的高分子化合物. 研发活动的既定目标是将现有汽车车身重量减少半, 新材料的使用将有望助力电动汽车的普及.
东京大学教授伊藤耕三在东京都召开记者会时自信地表示:我们希望在9月发布一款迄今为止从未出现过的, 由高性能聚合物材料生产的汽车. ' 伊藤教授等人从2014年开始参与政府的科研项目. 在研究名为 '坚硬聚合物' 的新材料的过程中, 不断有新成果问世. 塑料制品和胶片中使用的树脂, 以及轮胎或者减震器中使用的橡胶都属于聚合物. 现有的汽车出于安全性和耐久性考虑, 主要使用铁玻璃等坚硬材料. 如果用塑料替换这些材料, 车身重量就能大幅降低.
研发工作进展最快的是车窗. 负责相关研究的住友化学公司团队经理笠原达也干劲十足. 他表示希望用树脂代替汽车上的金属和玻璃. 随着车身重量降低, 油耗也将减少. 如果用透明树脂制作前挡风玻璃, 司机视野将会更开阔, 安全性也更高.
研究团队关注的是坚硬但易坏的聚甲基丙烯酸甲酯(俗称有机玻璃)和不易坏且更具韧性的聚碳酸酯. 研究人员结合两者的优点制造出了高强度的透明树脂. 该透明树脂在前挡风装置强度试验中没有碎裂. 目前这种材料已经有了实用化的趋势. 笠原经理说, 已经有国内汽车企业前来咨询. 目前的问题出在安全性规则上. 在现有制度下, 汽车的前挡风装置只允许使用玻璃制造. 伊藤教授说: '一旦人们了解了透明树脂的强大性能, 规则将会有所调整. '
东丽公司也在致力于实现汽车的轻量化. 他们研发出将聚轮烷掺入树脂从而提高其强度的技术. 由此产生的新材料的张力是此前的8倍, 弯由强度则达到了50倍. 如果将该技术应用在玻璃纤维上, 不仅可以用来生产防爆玻璃, 还可以与碳素纤维相结合制保了汽车的轻量化与耐久性.
伊藤教授表示, 聚合物材料可以在汽车研发领域发挥重大作用. 很多国家已经在研究禁止销售燃油汽车, 研发电动汽车的竞争势必愈发激烈. 人们现在需要改进的不只是电池和发动机. 旦用聚合物材科生产出更轻的汽车, 人们还将提高汽车的续航能力和运动性能. 在研发空中飞车方面, 实现轻量化显得更加重要了. 预计将在9月发布的新车就是用强化塑料生产的, 有望比传统汽车轻38%. 同样的车型若使用铁和玻璃制造, 重量为1333公斤, 而使用新材料生产将只有832公斤.
日本能否凭借在化学技术方面的优势改变汽车的未来?目前, 新材料在实际应用方面面临的主要障碍是高成本, 新材料汽车的造价是现有汽车的数倍. 伊藤教授说, 他们的目标是用增成本来获得十倍以上的性能. 计划在十年后实现新材料汽车实际应用的伊藤教授对此充满信心, '研究成果不能躺在实验室里' .