“化腐朽為神奇”——被淘汰的樹木能變成汽車零件？

材料牛注：來自克萊姆森大學的研究團隊在教授Pilla的領導下成功將樹木中的纖維納米材料與聚合物復合，并用該生物可再生材料制備汽車保險杠和擋泥板達到抗損壞的效果。

將森林資源恢復工程中被砍伐的樹木應用于汽車保險杠和擋泥板，這是克萊姆森大學Srikanth Pilla研究的一個部分。Pilla正與美國農業部（USDA）林產研究所（威斯康星州麥迪遜市）的研究人員合作進行該項研究。

麥迪遜的研究人員正在將樹木制成一種懸浮液，懸浮物呈桿狀，直徑不及頭發絲的1/20000。Pilla采用這些微小結構（被稱為纖維納米材料）來開發新型復合材料，將其制成汽車零部件，增強零件強度。

這類零部件屬于可再生生物材料，這意味著車用零件報廢時將被送往堆肥廠而不是垃圾填埋區，該項研究可以幫助汽車制造商滿足歐洲以及美國的汽車回收規定。

Pilla是克萊姆森大學汽車工程系的助理教授，他希望采用他正在開發的這種復合材料來制造汽車保險杠和擋泥板，以達到抗扭曲、抗破壞的效果。Pilla透露：“新型材料能夠儲能但不會發生形變，你不需要更換它們因為它們根本不會損壞。與當前材料只能抵抗一次沖擊相比，新型材料可以抵抗三到四次沖擊。”

美國農業部（USDA）下轄的國家糧食與農業研究所為該項目提供了五年的資金資助，總計為481000美元。Pilla的研究將在南卡羅來納州格林維爾的克萊姆森大學國際汽車研究中心進行。

林業產品研究所的材料研究工程師兼該項目的副首席研究員Craig Clemons表示，期望找到該納米纖維材料在更多領域的應用。他說道：“我們找了到合適的渠道，能夠使用各種來自森林的材料，對于此次的纖維納米材料，我們正試圖建立纖維納米材料產業鏈，用低價值的木材創造高價值的產品。我們生產纖維納米材料所需的基本結構要素均能從木材纖維和紙漿纖維中獲得。我們會把超過25年的關于塑料和木材復合材料的生產經驗應用于該項目中。”?本項研究屬環境友好型研究。

Pilla告知我們：“這些纖維納米材料可能來自在森林資源恢復工程中被砍伐的樹木。從森林中移除這些原料有助于防止森林火災。研究人員無需砍伐健康的樹木，這些樹木可以作其他用途。”

林業產品研究所副主任Ted Wegner說：“纖維納米材料可以滿足人們對可持續、可再生、輕質產品的需求，同時也有助于改善美國森林現況。美國擁有豐富的森林資源以及支持大型纖維納米材料產業的基礎設施，在美國特別是在美國鄉村，商業化纖維納米材料有可能創造就業機會。”

Pilla 和Clemons在工作中面臨的技術挑戰之一就是如何把疏水性纖維納米材料和疏水性聚合物結合。他們需要證明，該材料可以大批量生產，因為汽車制造商需要上千個零件。對此，Pilla說道：“我們將使用超臨界流體作為増塑劑，使納米纖維材料可以分散在聚合物中。我們會幫助開發一種常規技術，便于在汽車行業推廣使用。”

克萊姆森大學學術事務執行副總裁Robert Jones就此項研究的優異成果對Pilla表示祝賀。同為這方面的研究專家的Jones稱贊道：“Pilla與USDA所做的研究是用低價值木材強化汽車零件的一個創造性的方法。更重要的是，這些零件都是可再生生物材料，這項研究在多種意義上造福于地球。”

如果美國在汽車回收再利用的規定上效仿歐盟，這項研究的重要性將會愈加顯著。Pilla對他們的研究很有信心，還說道：“盡管美國目前還沒有相關的法規，但是也許很快就會有了。”

Pilla迅速確立了自己在下一代汽車零件制造行業中的領先地位。在眾多非贏利性學生和專業中小企業組織中，他贏得了2016年Robert J. Hocken杰出青年制造工程師獎。

在五年項目的第一年年底，Pilla得到了能源部另外5810000美元的撥款。作為項目的一個部分，Pilla和他的團隊正在開發超輕量級車門來幫助汽車制造商們滿足聯邦政府燃油經濟性標準。

克萊姆森大學汽車工程系主任Zoran Filipi毫不吝嗇地夸贊Pilla，表示克萊姆森對于汽車的研究能占據行業先導地位，Pilla在其中發揮了重要作用。“Pilla博士所做的研究幫助克萊姆森大學以及汽車行業保持領先。”Filipi 說，“他在預測汽車制造商未來需求的同時，也在尋找可以盡快實施下來的方案，其中和USDA合作進行的研究就是一個范例。”

計算與應用科學系主任Anand Gramopadhye也同樣發來祝賀，Pilla博士的工作將繼續對汽車工程產生影響，特別是在汽車制造業方面。他的創新被定位為克萊姆森大學，甚至整個國家和民族力量的強大。”

原文鏈接：Researchers say trees could help strengthen auto parts

本文由編輯部王旗提供素材，羅春蘭編譯，劉宇龍審核，點我加入材料人編輯部。