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可降解汽车,不会跑着跑着没了吗?
发布时间:2017-08-13 15:58:33 点击次数:476

近日,荷兰埃因霍温理工大学生物汽车团队发布出了一款可降解汽车Lina,这款车除车轮和悬架系统,均使用由亚麻和甜菜制成的生物基复合材料,最大特点是可实现生物降解和轻量化。

这种环保材料有接近玻璃纤维的强度重量比,所以Lina车体架构总重量仅为310kg,而一般同尺寸的汽车大约在400~500kg,确实要轻很多。

其实早在2006年,宝马就推出过环保概念车MINI BioMoke。这款车的主体结构由多层面板组成,内部填充可生物自然分解的棕榈树种子。

而在2014年,奔驰也推出了一款由设计师Irfendy Mohamad主导设计的可降解的奔驰LX豪华双门轿车。这款概念车在车身零部件和车体构架上都使用了从甘蔗渣中提取的纤维做原料,按设计师的说法这意在保护和尊重自然环境。

但由于生物材料有诸多缺点,Lina没能通过碰撞测试,MINI BioMoke也只有5年寿命,而奔驰LX豪华双门轿车也仅限于概念车阶段,很让人遗憾。就现今严苛的碰撞测试来说,想要将可降解的生物材料使用在车身上确实很有难度。

虽然我们常说的碳纤维复合材料听起来很像生物材料,但其实它是由碳纤维与树脂、金属、陶瓷等基体复合而成的结构性材料,它的比强度、比模量综合指标在现有结构材料中是最高的。

虽然碳纤维复合材料优点多多,但抛开高昂的成本不说,这种材料是不能实现自然降解的,后期处理成本也不低。

在汽车还没能实现自动驾驶之前,这种安全性较差的可降解材料很难有市场,毕竟由人操控时,各种安全问题很难被避免。

不过,这倒是可以考虑朝着不参与安全碰撞评估的低速电动车方向发展。要知道,低速电动车早就有在使用安全性一般的全塑料车身了。

为什么可降解材料力学性能这么差,大家还是前仆后继?主要还是因为环境污染越来越严重,受法律法规影响,环保材料会成为未来必然的趋势。

正因此,除了可降解车身外,科学家还给汽车研发了很多其他可降解的零部件。

近期,米其林曾发布一款Visionary Concept概念轮胎,除了使用亮眼的3D打印技术,大量使用可生物降解的有机材料也颇有新意。

米其林是瞄准了废弃轮胎所引发的“黑色污染”才研发了这款轮胎。数据显示,2015年仅中国废旧轮胎就高达3.3亿条,且每年以8%~10%的速度递增,现在废旧轮胎已经近4亿条了。

但是同Lina一样,虽然通过合理的镂空结构设计能够提高支撑能力,但还不足以应付复杂的路况,所以这款轮胎还只能处在概念阶段。按米其林的计划,在找到更加合理的结构手段后,未来他们将使用更环保的木屑、秸秆为原材料制造轮胎。

其实早在去年,得克萨斯农工大学分校一只科研团队就提出了一种可降解材料轮胎方案,他们希望将环戊烯分子用作制造聚戊烯橡胶的单体,类似于天然橡胶,但很容易进行生物降解及再利用。不过他们还处在研发阶段,并没有实际产品发布。

轮胎属于橡胶一类,很难降解;另一类很难降解的就是塑料了,比如汽车内饰板就是塑料件。

去年年初时,北汽纯电动超跑概念车ARCFOX-7就玩了一手环保概念。设计师在内饰上采用了可循环降解的材料,可惜他们没有详细解释这种材料的原材料是什么。

此前,西班牙塑料技术研究团队为雷诺卡车研发了一款可生物降解塑料内饰,用于替换由ABS塑料制成的车辆内饰部件。当使用周期结束时,这些部件可以转化为肥料或混有有机废物的堆肥。

早在2011年,美国纽约Ecovative公司就利用蘑菇的菌丝(如谷物外壳和其它废弃有机农作物)研制出了可分解材料。他们当时还计划与福特合作,利用蘑菇塑料生产汽车挡板、保险杠、泡沫塑料和隔热体。

不清楚是何种原因,这项计划最终搁浅了,但是蘑菇塑料并没有止于概念阶段,在次年Ecoative就与戴尔电脑和斯蒂尔凯斯办公家具签订了合作,每周生产大约1万件EcoCradle泡沫材料用于包装运输。

现在来说,汽车上多数可降解材料都处在概念阶段,但也有部分材料,像珍珠棉和EPE板材已经投入使用了,只不过通常是作为隔音减振材料,使用范围有限。

可降解最大的好处,就是能够解决环境污染问题。但不少人会产生疑问,这些材料如果在汽车还没报废时就发生降解,那不就相当危险了么。

这并非杞人忧天,有的材料就能在光、热、水、污染化合物、微生物、昆虫、机械力等自然环境条件下发生降解,比如乙烯/一氧化碳共聚物(E/CO)就是这样。美国德克萨斯州的科学家还曾对E/CO进行过户外曝晒实验,发现在阳光充足的六月,E/CO最快只需几天便可降解。

不过,一般来说汽车上是不会使用这类材料的。按降解的外因来分,可分为: 光降解材料、环境降解材料、生物降解材料三类。工程师通常会选择最后一种生物降解材料,因为想要降解这种材料必须得将它们置于足够量的真菌、细菌环境中,利用自然界微生物的呼吸作用或化能合成才能将材料降解。

所以通常来说,除非我们真的把汽车用土埋起来,不然是不会发生降解的。

不得不感叹材料发展已经到了如此强悍的地步。最近美国防部还宣布他们正在寻找一种可生物降解的子弹壳材料,希望承包商能够开发一种使用种子制作的生物可降解材料,使用完毕后还能够用于种植植物。

以此类推,如果真有哪一天汽车上都使用的是生物可降解材料,不知道我们将废弃的汽车卖到土里,会长出来什么水果呢?(≥ω≤)