日本：碳纖維之后是木材纖維

目前，可以用作飛機(jī)和汽車主要材料的碳纖維備受世人關(guān)注。但可能取代碳纖維的“后碳纖維時(shí)代”的開發(fā)也在悄然進(jìn)行。

有希望成為未來主角的是被稱為纖維素納米纖維（CNF）的“木材纖維”，生產(chǎn)成本只有碳纖維的六分之一。為了揭開“木材纖維”的面紗，日本經(jīng)濟(jì)新聞（中文版：日經(jīng)中文網(wǎng)）聯(lián)系了多家開發(fā)該纖維的企業(yè)，但是大部分都選擇避而不談。

未來主角登場(chǎng)

最終，“日本制紙”接受了采訪。該公司CNF事業(yè)推進(jìn)室的河崎雅行室長(zhǎng)表示：“CNF的原料是木材，但是卻比鐵更硬更輕”。“請(qǐng)看這里，看起來只是普通的液體，但其實(shí)這是CNF”，河崎拿著燒杯說。燒杯中裝有稠糊狀的液體。實(shí)在難以相信它比鐵更硬。

工作人員向記者展示CNF將普通的樹木切碎成相當(dāng)于原來千分之一大小的木材碎片，然后將木材碎片加工成紙漿，之后進(jìn)一步將紙漿分解成千分之一大小的木材纖維。到這里的加工工程與制紙方法沒什么區(qū)別。

放大觀察木材纖維會(huì)發(fā)現(xiàn)，它由無數(shù)的納米纖維束構(gòu)成。添加名為“TEMPO”的化學(xué)試劑可將成束的納米纖維分解成1根1根的纖維。1根納米纖維的直徑僅為3～4納米，相當(dāng)于人類頭發(fā)絲的兩萬分之一。

雖然從表面上來看不會(huì)給人以強(qiáng)度很高的感覺，但實(shí)際上1根1根的纖維非常結(jié)實(shí)。將納米纖維聚合在一起，強(qiáng)度將超過鐵。河崎室長(zhǎng)表示，“樹木之所以能夠長(zhǎng)到幾米高，靠的正是纖維的支撐”。據(jù)稱纖維素納米纖維（CNF）的強(qiáng)度可達(dá)到鋼鐵的5倍，與碳纖維相當(dāng)。而生產(chǎn)纖維素納米纖維（CNF）的關(guān)鍵在于如何將1根1根的纖維聚合到一起，以及與什么材料混合。

此外，纖維素納米纖維（CNF）還能夠彎曲，而且密度只有鋼鐵的五分之一。簡(jiǎn)直稱得上理想的新材料。日本制紙已經(jīng)開始攜手樹脂和化工企業(yè)穩(wěn)步推進(jìn)共同開發(fā)。

成本為碳纖維的六分之一

碳纖維也是原發(fā)自日本的新型材料，由東麗1971年在全球首次成功實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。作為替代鋼鐵和鋁的材料，碳纖維被廣泛用于飛機(jī)、火箭和醫(yī)療器械等。東麗日前從美國(guó)波音獲得了1萬億日元的飛機(jī)碳纖維復(fù)合材料訂單。但是，在汽車等其他領(lǐng)域的應(yīng)用仍未取得重大進(jìn)展，原因在于生產(chǎn)成本高昂。

碳纖維的價(jià)格一般情況下為每公斤3000日元（約合人民幣160元）。纖維素納米纖維（CNF）可以在常溫下加工，據(jù)此將減少在生產(chǎn)過程中使用的能源，每公斤有可能降至500日元以下。河崎室長(zhǎng)表示，“如果實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，價(jià)格將進(jìn)一步下降”。如果用作飛機(jī)和汽車等各種交通工具的零部件，能夠減輕重量、提高燃效以節(jié)約燃料。

用于汽車保險(xiǎn)杠和外板等的聚丙烯和尼龍樹脂的成分主要為玻璃纖維，如果將其更換為纖維素納米纖維（CNF），每輛汽車的重量可以減輕25%。

不僅限于此。由于其透明且耐熱，如果被用于智能手機(jī)等，就能夠低價(jià)制造彎曲型的液晶面板。此外，還具有難以透過氧氣的性質(zhì)，如果用作食品的包裝材料，里面的食品就能長(zhǎng)期保質(zhì)。

日本掌握主導(dǎo)權(quán)

在日本之外，歐美企業(yè)紛紛致力嘗試將大學(xué)等的研究成果實(shí)用化，相繼開始打造試制品的制造設(shè)備。

不過，作為提取纖維的方法，歐美企業(yè)的技術(shù)主要是利用機(jī)械磨碎木材纖維。纖維的寬度難以保持均一，河崎室長(zhǎng)表示，“這很難充分發(fā)揮木材纖維的特性”。

與此相反，日本企業(yè)有能力通過TEMPO將其分解為寬度均一的纖維，“巧妙運(yùn)用技術(shù)是日本的看家本領(lǐng)。日本或能夠掌握主導(dǎo)權(quán)”。