新材料正在改變汽車的未來. 日本正合作推進車體, 輪胎, 車窗等主要汽車零配件向輕量化演化的研發活動. 這其中的關鍵是能夠讓塑料成為可用之材的高分子化合物. 研發活動的既定目標是將現有汽車車身重量減少半, 新材料的使用將有望助力電動汽車的普及.
東京大學教授伊藤耕三在東京都召開記者會時自信地表示:我們希望在9月發布一款迄今為止從未出現過的, 由高性能聚合物材料生產的汽車. ' 伊藤教授等人從2014年開始參與政府的科研項目. 在研究名為 '堅硬聚合物' 的新材料的過程中, 不斷有新成果問世. 塑料製品和膠片中使用的樹脂, 以及輪胎或者減震器中使用的橡膠都屬於聚合物. 現有的汽車出於安全性和耐久性考慮, 主要使用鐵玻璃等堅硬材料. 如果用塑料替換這些材料, 車身重量就能大幅降低.
研發工作進展最快的是車窗. 負責相關研究的住友化學公司團隊經理笠原達也幹勁十足. 他表示希望用樹脂代替汽車上的金屬和玻璃. 隨著車身重量降低, 油耗也將減少. 如果用透明樹脂製作前擋風玻璃, 司機視野將會更開闊, 安全性也更高.
研究團隊關注的是堅硬但易壞的聚甲基丙烯酸甲酯(俗稱有機玻璃)和不易壞且更具韌性的聚碳酸酯. 研究人員結合兩者的優點製造出了高強度的透明樹脂. 該透明樹脂在前擋風裝置強度試驗中沒有碎裂. 目前這種材料已經有了實用化的趨勢. 笠原經理說, 已經有國內汽車企業前來諮詢. 目前的問題出在安全性規則上. 在現有制度下, 汽車的前擋風裝置只允許使用玻璃製造. 伊藤教授說: '一旦人們了解了透明樹脂的強大性能, 規則將會有所調整. '
東麗公司也在致力於實現汽車的輕量化. 他們研發出將聚輪烷摻入樹脂從而提高其強度的技術. 由此產生的新材料的張力是此前的8倍, 彎由強度則達到了50倍. 如果將該技術應用在玻璃纖維上, 不僅可以用來生產防爆玻璃, 還可以與碳素纖維相結合制保了汽車的輕量化與耐久性.
伊藤教授表示, 聚合物材料可以在汽車研發領域發揮重大作用. 很多國家已經在研究禁止銷售燃油汽車, 研發電動汽車的競爭勢必愈發激烈. 人們現在需要改進的不只是電池和發動機. 旦用聚合物材科生產出更輕的汽車, 人們還將提高汽車的續航能力和運動性能. 在研發空中飛車方面, 實現輕量化顯得更加重要了. 預計將在9月發布的新車就是用強化塑料生產的, 有望比傳統汽車輕38%. 同樣的車型若使用鐵和玻璃製造, 重量為1333公斤, 而使用新材料生產將只有832公斤.
日本能否憑藉在化學技術方面的優勢改變汽車的未來?目前, 新材料在實際應用方面面臨的主要障礙是高成本, 新材料汽車的造價是現有汽車的數倍. 伊藤教授說, 他們的目標是用增成本來獲得十倍以上的性能. 計劃在十年後實現新材料汽車實際應用的伊藤教授對此充滿信心, '研究成果不能躺在實驗室裡' .