'番茄、蛋殼、大豆能造車？汽車生物材料風颳得有點猛 | 中國汽車報'

【能源人都在看，點擊右上角加“關注”】

番茄、蛋殼、大豆，這些東西看起來與被稱作是“鋼鐵之軀”的汽車風馬牛不相及，但汽車製造商、零部件廠商、材料廠商正在將越來越多的生物材料引入汽車製造業。實際上，福特早在上世紀20年代起就致力於生物材料的使用，當時亨利·福特就在T型車上使用了麥草。此後，大豆材質的泡沫、密封件、墊圈，蓖麻材質的泡沫、塑料及天然纖維增強材料均開始被福特及其他車企使用。

新型生物材料不斷湧現

【能源人都在看，點擊右上角加“關注”】

番茄、蛋殼、大豆，這些東西看起來與被稱作是“鋼鐵之軀”的汽車風馬牛不相及，但汽車製造商、零部件廠商、材料廠商正在將越來越多的生物材料引入汽車製造業。實際上，福特早在上世紀20年代起就致力於生物材料的使用，當時亨利·福特就在T型車上使用了麥草。此後，大豆材質的泡沫、密封件、墊圈，蓖麻材質的泡沫、塑料及天然纖維增強材料均開始被福特及其他車企使用。

新型生物材料不斷湧現

美國俄亥俄州立大學教授卡特里娜·科尼什曾在美國農業部工作過，年輕時遇到的一件事給她留下了深刻印象。當時她看到一輛卡車裝載著剛摘下來的滿車番茄從農場運出來，與大多數人關注點不同的是，她瞬間意識到，放在最下層的番茄能承受那麼大的壓力，那麼番茄皮一定非常結實。

25年過去了，科尼什現在成了一名替代天然橡膠、橡膠生物合成領域的國際權威專家。她始終沒有忘記年輕時的那件事，並致力於研發更多生物材料。科尼什認為，番茄皮可以取代部分會造成環境汙染的炭黑材料，可用在汽車懸架襯套、發動機支架、輪胎、軟管和其他部件中。

同樣，蛋殼也可以取代部分炭黑材料。科尼什要求企業把不用的工業廢料垃圾袋送到她的實驗室。經過篩選，她發現蛋殼磨成細粉也可以作為炭黑材料的增強劑。目前，美國俄亥俄州立大學的研究人員，正與該國知名零部件供應商天納克以及至少一家大型車企共同合作，測試橡膠部件中的番茄皮和蛋殼，希望未來這些材料能用於製造汽車零部件。

事實上，意識到番茄皮用處的人並非只有科尼什。早在2014年，福特宣佈與美國食品生產商亨氏合作，探討利用番茄皮製造汽車零部件。亨氏的番茄醬名聲在外，每年用到的番茄多達數百萬噸。亨氏研究人員一直在尋求番茄皮、莖、籽等加工副產品的再利用渠道。福特和亨氏希望通過研究，將番茄的加工副產品製成既輕又足夠堅固，可滿足車用需求的新型材料。例如，經過乾燥處理的番茄皮等可用於製作車輛的佈線支架和儲物格。

此外，福特旗下的野馬、金牛座、開拓者等多款車型的座椅採用了李爾開發的大豆發泡材料，這種發泡材料基於大豆油製造，性能優異。福特在2013年洛杉磯車展上展示了Fusion Energi插電式混合動力車，其座椅靠背、彈性坐墊、座椅頭枕、門板內嵌等部件採用了可口可樂開發的植物性可回收材料，而這種材料的原料之一就是甘蔗製糖過程中剩餘的植物纖維。

目前，科尼什和其他數千名化學家，以及各個國家實驗室、零部件供應商和汽車製造商的實驗室材料科學研究人員，正在從分子水平上對汽車製造進行重新思考。這正是天納克首席技術官本·帕特爾所聲稱的席捲汽車行業“材料科學革命”的一部分。

“新四化”帶來材料新變革

【能源人都在看，點擊右上角加“關注”】

番茄、蛋殼、大豆，這些東西看起來與被稱作是“鋼鐵之軀”的汽車風馬牛不相及，但汽車製造商、零部件廠商、材料廠商正在將越來越多的生物材料引入汽車製造業。實際上，福特早在上世紀20年代起就致力於生物材料的使用，當時亨利·福特就在T型車上使用了麥草。此後，大豆材質的泡沫、密封件、墊圈，蓖麻材質的泡沫、塑料及天然纖維增強材料均開始被福特及其他車企使用。

新型生物材料不斷湧現

美國俄亥俄州立大學教授卡特里娜·科尼什曾在美國農業部工作過，年輕時遇到的一件事給她留下了深刻印象。當時她看到一輛卡車裝載著剛摘下來的滿車番茄從農場運出來，與大多數人關注點不同的是，她瞬間意識到，放在最下層的番茄能承受那麼大的壓力，那麼番茄皮一定非常結實。

25年過去了，科尼什現在成了一名替代天然橡膠、橡膠生物合成領域的國際權威專家。她始終沒有忘記年輕時的那件事，並致力於研發更多生物材料。科尼什認為，番茄皮可以取代部分會造成環境汙染的炭黑材料，可用在汽車懸架襯套、發動機支架、輪胎、軟管和其他部件中。

同樣，蛋殼也可以取代部分炭黑材料。科尼什要求企業把不用的工業廢料垃圾袋送到她的實驗室。經過篩選，她發現蛋殼磨成細粉也可以作為炭黑材料的增強劑。目前，美國俄亥俄州立大學的研究人員，正與該國知名零部件供應商天納克以及至少一家大型車企共同合作，測試橡膠部件中的番茄皮和蛋殼，希望未來這些材料能用於製造汽車零部件。

事實上，意識到番茄皮用處的人並非只有科尼什。早在2014年，福特宣佈與美國食品生產商亨氏合作，探討利用番茄皮製造汽車零部件。亨氏的番茄醬名聲在外，每年用到的番茄多達數百萬噸。亨氏研究人員一直在尋求番茄皮、莖、籽等加工副產品的再利用渠道。福特和亨氏希望通過研究，將番茄的加工副產品製成既輕又足夠堅固，可滿足車用需求的新型材料。例如，經過乾燥處理的番茄皮等可用於製作車輛的佈線支架和儲物格。

此外，福特旗下的野馬、金牛座、開拓者等多款車型的座椅採用了李爾開發的大豆發泡材料，這種發泡材料基於大豆油製造，性能優異。福特在2013年洛杉磯車展上展示了Fusion Energi插電式混合動力車，其座椅靠背、彈性坐墊、座椅頭枕、門板內嵌等部件採用了可口可樂開發的植物性可回收材料，而這種材料的原料之一就是甘蔗製糖過程中剩餘的植物纖維。

目前，科尼什和其他數千名化學家，以及各個國家實驗室、零部件供應商和汽車製造商的實驗室材料科學研究人員，正在從分子水平上對汽車製造進行重新思考。這正是天納克首席技術官本·帕特爾所聲稱的席捲汽車行業“材料科學革命”的一部分。

“新四化”帶來材料新變革

一直以來，輕量化、燃油經濟性、節能減排以及對更環保的可回收零部件的追求，推動著汽車零部件的變革。不過，以“新四化”（電動化、智能化、網聯化、共享化）為代表的未來移動出行方式使得供應商們開始重新改造汽車零部件。

根據美國交通部的數據，美國人平均每天的開車時間為1小時左右，他們的私家車平均有95%的時間處於閒置狀態。但如果進入自動駕駛時代，一輛車每天的使用時間可能長達20小時，這樣的使用強度對零部件的耐久性提出更高要求。供應商已經在為此做準備。一些供應商考慮的目標是，製造出能承受每年10萬英里使用強度的汽車零部件，並實現100萬英里的預期壽命。

此外，隨著網約車的出現，越來越多的私家車出現了使用率上升的情況。根據美國RideGuru拼車共享信息庫的數據，一些優步和來福車的全職司機每週的拼車裡程高達1000英里，每天有數十人乘坐一輛車，這讓供應商不得不重新考慮座椅泡沫、門窗密封條、機械部件甚至油漆的磨損率問題。

電動化也是汽車行業的大趨勢之一。“電動化在分子水平上給汽車帶來了新的挑戰。”天納克全球性能材料工程執行董事羅德·哈迪表示。他還補充道：“未來，電動汽車將比內燃機汽車耐用得多，因此電動汽車上的零部件也必須同樣耐用。”另外，據天納克全球彈性材料部門總經理史蒂夫·普爾曼介紹，在電動汽車中可以聽到一些驅動系統的噪聲，而這些噪聲在燃油車中通常被髮動機的聲音所淹沒。汽車製造商已經要求天納克開發新的傳動系統支架和懸架部件，以消除這些噪聲。

耐久性讓材料迎成本挑戰

【能源人都在看，點擊右上角加“關注”】

番茄、蛋殼、大豆，這些東西看起來與被稱作是“鋼鐵之軀”的汽車風馬牛不相及，但汽車製造商、零部件廠商、材料廠商正在將越來越多的生物材料引入汽車製造業。實際上，福特早在上世紀20年代起就致力於生物材料的使用，當時亨利·福特就在T型車上使用了麥草。此後，大豆材質的泡沫、密封件、墊圈，蓖麻材質的泡沫、塑料及天然纖維增強材料均開始被福特及其他車企使用。

新型生物材料不斷湧現

美國俄亥俄州立大學教授卡特里娜·科尼什曾在美國農業部工作過，年輕時遇到的一件事給她留下了深刻印象。當時她看到一輛卡車裝載著剛摘下來的滿車番茄從農場運出來，與大多數人關注點不同的是，她瞬間意識到，放在最下層的番茄能承受那麼大的壓力，那麼番茄皮一定非常結實。

25年過去了，科尼什現在成了一名替代天然橡膠、橡膠生物合成領域的國際權威專家。她始終沒有忘記年輕時的那件事，並致力於研發更多生物材料。科尼什認為，番茄皮可以取代部分會造成環境汙染的炭黑材料，可用在汽車懸架襯套、發動機支架、輪胎、軟管和其他部件中。

同樣，蛋殼也可以取代部分炭黑材料。科尼什要求企業把不用的工業廢料垃圾袋送到她的實驗室。經過篩選，她發現蛋殼磨成細粉也可以作為炭黑材料的增強劑。目前，美國俄亥俄州立大學的研究人員，正與該國知名零部件供應商天納克以及至少一家大型車企共同合作，測試橡膠部件中的番茄皮和蛋殼，希望未來這些材料能用於製造汽車零部件。

事實上，意識到番茄皮用處的人並非只有科尼什。早在2014年，福特宣佈與美國食品生產商亨氏合作，探討利用番茄皮製造汽車零部件。亨氏的番茄醬名聲在外，每年用到的番茄多達數百萬噸。亨氏研究人員一直在尋求番茄皮、莖、籽等加工副產品的再利用渠道。福特和亨氏希望通過研究，將番茄的加工副產品製成既輕又足夠堅固，可滿足車用需求的新型材料。例如，經過乾燥處理的番茄皮等可用於製作車輛的佈線支架和儲物格。

此外，福特旗下的野馬、金牛座、開拓者等多款車型的座椅採用了李爾開發的大豆發泡材料，這種發泡材料基於大豆油製造，性能優異。福特在2013年洛杉磯車展上展示了Fusion Energi插電式混合動力車，其座椅靠背、彈性坐墊、座椅頭枕、門板內嵌等部件採用了可口可樂開發的植物性可回收材料，而這種材料的原料之一就是甘蔗製糖過程中剩餘的植物纖維。

目前，科尼什和其他數千名化學家，以及各個國家實驗室、零部件供應商和汽車製造商的實驗室材料科學研究人員，正在從分子水平上對汽車製造進行重新思考。這正是天納克首席技術官本·帕特爾所聲稱的席捲汽車行業“材料科學革命”的一部分。

“新四化”帶來材料新變革

一直以來，輕量化、燃油經濟性、節能減排以及對更環保的可回收零部件的追求，推動著汽車零部件的變革。不過，以“新四化”（電動化、智能化、網聯化、共享化）為代表的未來移動出行方式使得供應商們開始重新改造汽車零部件。

根據美國交通部的數據，美國人平均每天的開車時間為1小時左右，他們的私家車平均有95%的時間處於閒置狀態。但如果進入自動駕駛時代，一輛車每天的使用時間可能長達20小時，這樣的使用強度對零部件的耐久性提出更高要求。供應商已經在為此做準備。一些供應商考慮的目標是，製造出能承受每年10萬英里使用強度的汽車零部件，並實現100萬英里的預期壽命。

此外，隨著網約車的出現，越來越多的私家車出現了使用率上升的情況。根據美國RideGuru拼車共享信息庫的數據，一些優步和來福車的全職司機每週的拼車裡程高達1000英里，每天有數十人乘坐一輛車，這讓供應商不得不重新考慮座椅泡沫、門窗密封條、機械部件甚至油漆的磨損率問題。

電動化也是汽車行業的大趨勢之一。“電動化在分子水平上給汽車帶來了新的挑戰。”天納克全球性能材料工程執行董事羅德·哈迪表示。他還補充道：“未來，電動汽車將比內燃機汽車耐用得多，因此電動汽車上的零部件也必須同樣耐用。”另外，據天納克全球彈性材料部門總經理史蒂夫·普爾曼介紹，在電動汽車中可以聽到一些驅動系統的噪聲，而這些噪聲在燃油車中通常被髮動機的聲音所淹沒。汽車製造商已經要求天納克開發新的傳動系統支架和懸架部件，以消除這些噪聲。

耐久性讓材料迎成本挑戰

未來的自動駕駛汽車的零部件壽命可能是現在汽車的10倍，但這些零部件的售價不可能是它們所替換零部件的10倍。事實上，不少供應商表示，汽車製造商根本不想多花一分錢。

“計算成本是一個很複雜的問題。如果只看純粹的部件成本，有些可能會更貴。不過，如果它改變了生產效率和複雜性呢？如果它減少了部分更細小零部件呢？如果它降低了維修成本呢？有很多不同的方法來計算成本。”帕特爾說。

這將是一個複雜的計算問題，供應商引入由新材料製成的部件後，看起來可能比現有部件成本更高，但實際上可能更便宜。一些供應商正在研究如何在不大幅提價的情況下推出並交付下一代零部件。

日前，麥格納的座椅部門剛剛推出了一種名為Freeform的座椅面套材料，計劃在共享汽車上推廣使用。這種材料的成本略高於麥格納目前使用的材料，但該公司計算髮現，採用Freeform的成本與之前大致相同，因為它大大簡化了座椅的製造過程，取消了導引線、拱圈夾等部件，而這些東西通常用來將座椅和泡沫墊連接到座椅框架上。採用Freeform後，只是簡單地拉開拉鍊，就可以快速清洗和更換座椅內飾。

麥格納座椅泡沫製造全球總監芮妮·肖文表示，Freeform是麥格納首批反映分子水平創新的座椅產品之一。麥格納預計，這種產品將在大約一年後投產。“麥格納所要做的是，對我們的化學體系在分子水平上進行大規模的改變。我們正在和我們的供應商打交道，並獲得更高分子量的材料。這使我們能夠提高最終產品的耐用性和性能，更適用於今天的汽車市場。”肖文說。

當然，面臨成本問題的新型材料也不在少數，有些生物基材料成本是石油基材料的3倍左右。如何降低成本，並達到車用需求，還要靠研究人員的進一步攻關。以科尼什的研究為例，研究人員需要確保用磨碎的番茄皮和磨碎的蛋殼製成的發動機罩，至少要與使用橡膠炭黑材料製造的傳統部件擁有一樣的耐用性，且成本不會太高。

零部件企業迎接新材料革命

【能源人都在看，點擊右上角加“關注”】

番茄、蛋殼、大豆，這些東西看起來與被稱作是“鋼鐵之軀”的汽車風馬牛不相及，但汽車製造商、零部件廠商、材料廠商正在將越來越多的生物材料引入汽車製造業。實際上，福特早在上世紀20年代起就致力於生物材料的使用，當時亨利·福特就在T型車上使用了麥草。此後，大豆材質的泡沫、密封件、墊圈，蓖麻材質的泡沫、塑料及天然纖維增強材料均開始被福特及其他車企使用。

新型生物材料不斷湧現

美國俄亥俄州立大學教授卡特里娜·科尼什曾在美國農業部工作過，年輕時遇到的一件事給她留下了深刻印象。當時她看到一輛卡車裝載著剛摘下來的滿車番茄從農場運出來，與大多數人關注點不同的是，她瞬間意識到，放在最下層的番茄能承受那麼大的壓力，那麼番茄皮一定非常結實。

25年過去了，科尼什現在成了一名替代天然橡膠、橡膠生物合成領域的國際權威專家。她始終沒有忘記年輕時的那件事，並致力於研發更多生物材料。科尼什認為，番茄皮可以取代部分會造成環境汙染的炭黑材料，可用在汽車懸架襯套、發動機支架、輪胎、軟管和其他部件中。

同樣，蛋殼也可以取代部分炭黑材料。科尼什要求企業把不用的工業廢料垃圾袋送到她的實驗室。經過篩選，她發現蛋殼磨成細粉也可以作為炭黑材料的增強劑。目前，美國俄亥俄州立大學的研究人員，正與該國知名零部件供應商天納克以及至少一家大型車企共同合作，測試橡膠部件中的番茄皮和蛋殼，希望未來這些材料能用於製造汽車零部件。

事實上，意識到番茄皮用處的人並非只有科尼什。早在2014年，福特宣佈與美國食品生產商亨氏合作，探討利用番茄皮製造汽車零部件。亨氏的番茄醬名聲在外，每年用到的番茄多達數百萬噸。亨氏研究人員一直在尋求番茄皮、莖、籽等加工副產品的再利用渠道。福特和亨氏希望通過研究，將番茄的加工副產品製成既輕又足夠堅固，可滿足車用需求的新型材料。例如，經過乾燥處理的番茄皮等可用於製作車輛的佈線支架和儲物格。

此外，福特旗下的野馬、金牛座、開拓者等多款車型的座椅採用了李爾開發的大豆發泡材料，這種發泡材料基於大豆油製造，性能優異。福特在2013年洛杉磯車展上展示了Fusion Energi插電式混合動力車，其座椅靠背、彈性坐墊、座椅頭枕、門板內嵌等部件採用了可口可樂開發的植物性可回收材料，而這種材料的原料之一就是甘蔗製糖過程中剩餘的植物纖維。

目前，科尼什和其他數千名化學家，以及各個國家實驗室、零部件供應商和汽車製造商的實驗室材料科學研究人員，正在從分子水平上對汽車製造進行重新思考。這正是天納克首席技術官本·帕特爾所聲稱的席捲汽車行業“材料科學革命”的一部分。

“新四化”帶來材料新變革

一直以來，輕量化、燃油經濟性、節能減排以及對更環保的可回收零部件的追求，推動著汽車零部件的變革。不過，以“新四化”（電動化、智能化、網聯化、共享化）為代表的未來移動出行方式使得供應商們開始重新改造汽車零部件。

根據美國交通部的數據，美國人平均每天的開車時間為1小時左右，他們的私家車平均有95%的時間處於閒置狀態。但如果進入自動駕駛時代，一輛車每天的使用時間可能長達20小時，這樣的使用強度對零部件的耐久性提出更高要求。供應商已經在為此做準備。一些供應商考慮的目標是，製造出能承受每年10萬英里使用強度的汽車零部件，並實現100萬英里的預期壽命。

此外，隨著網約車的出現，越來越多的私家車出現了使用率上升的情況。根據美國RideGuru拼車共享信息庫的數據，一些優步和來福車的全職司機每週的拼車裡程高達1000英里，每天有數十人乘坐一輛車，這讓供應商不得不重新考慮座椅泡沫、門窗密封條、機械部件甚至油漆的磨損率問題。

電動化也是汽車行業的大趨勢之一。“電動化在分子水平上給汽車帶來了新的挑戰。”天納克全球性能材料工程執行董事羅德·哈迪表示。他還補充道：“未來，電動汽車將比內燃機汽車耐用得多，因此電動汽車上的零部件也必須同樣耐用。”另外，據天納克全球彈性材料部門總經理史蒂夫·普爾曼介紹，在電動汽車中可以聽到一些驅動系統的噪聲，而這些噪聲在燃油車中通常被髮動機的聲音所淹沒。汽車製造商已經要求天納克開發新的傳動系統支架和懸架部件，以消除這些噪聲。

耐久性讓材料迎成本挑戰

未來的自動駕駛汽車的零部件壽命可能是現在汽車的10倍，但這些零部件的售價不可能是它們所替換零部件的10倍。事實上，不少供應商表示，汽車製造商根本不想多花一分錢。

“計算成本是一個很複雜的問題。如果只看純粹的部件成本，有些可能會更貴。不過，如果它改變了生產效率和複雜性呢？如果它減少了部分更細小零部件呢？如果它降低了維修成本呢？有很多不同的方法來計算成本。”帕特爾說。

這將是一個複雜的計算問題，供應商引入由新材料製成的部件後，看起來可能比現有部件成本更高，但實際上可能更便宜。一些供應商正在研究如何在不大幅提價的情況下推出並交付下一代零部件。

日前，麥格納的座椅部門剛剛推出了一種名為Freeform的座椅面套材料，計劃在共享汽車上推廣使用。這種材料的成本略高於麥格納目前使用的材料，但該公司計算髮現，採用Freeform的成本與之前大致相同，因為它大大簡化了座椅的製造過程，取消了導引線、拱圈夾等部件，而這些東西通常用來將座椅和泡沫墊連接到座椅框架上。採用Freeform後，只是簡單地拉開拉鍊，就可以快速清洗和更換座椅內飾。

麥格納座椅泡沫製造全球總監芮妮·肖文表示，Freeform是麥格納首批反映分子水平創新的座椅產品之一。麥格納預計，這種產品將在大約一年後投產。“麥格納所要做的是，對我們的化學體系在分子水平上進行大規模的改變。我們正在和我們的供應商打交道，並獲得更高分子量的材料。這使我們能夠提高最終產品的耐用性和性能，更適用於今天的汽車市場。”肖文說。

當然，面臨成本問題的新型材料也不在少數，有些生物基材料成本是石油基材料的3倍左右。如何降低成本，並達到車用需求，還要靠研究人員的進一步攻關。以科尼什的研究為例，研究人員需要確保用磨碎的番茄皮和磨碎的蛋殼製成的發動機罩，至少要與使用橡膠炭黑材料製造的傳統部件擁有一樣的耐用性，且成本不會太高。

零部件企業迎接新材料革命

就像汽車製造商為電動汽車、自動駕駛技術等投入巨資一樣，零部件供應商在開發新產品時也面臨鉅額支出。美國零部件供應商庫柏標準公司的業務包括車身密封、減震器、汽車專用緊固件、燃油輸送系統等，該公司首席技術官克里斯·庫奇表示，電動化已經席捲整個行業，雖然汽車製造商現在還沒有要求他們提供壽命極長的零部件，但庫柏標準公司認為這是遲早的事，並已經在為此做準備，研發預算不斷增長，希望在材料科學方面取得進展。

當然，新材料的開發不是一蹴而就的。據庫奇介紹，庫柏標準公司花了5年時間成功開發出一種名為Fortrex的密封件，以此取代傳統的橡膠密封條。Fortrex是一種高性能的彈性材料，重量較傳統的密封材料輕30%，且抗磨損性能很好，可以提供更好的保護，抵禦大自然的風雨侵蝕。

可以預想到的是，未來汽車將在各個方面發生變化，甚至包括塗料及鍍膜加工。全球最大的汽車塗料供應商之一——艾仕得公司首席技術官巴里·斯奈德透露，該公司近年來加大了研發支出，以及時應對汽車產業變革。斯奈德表示，艾仕得正在研發用於油漆的新材料，研究方向之一是讓自動駕駛汽車可以“看到”其他車輛。

帕特爾認為，當今汽車行業創新的速度比歷史上任何時候都要快，得益於互聯網的快速發展，汽車業也正在經歷一場新材料革命，會有更多人致力於開發新材料解決方案，讓未來的汽車生活變得更智能、更美好。

文：張冬梅 編輯：萬瑩 版式：蒙軒

【能源人都在看，點擊右上角加“關注”】

番茄、蛋殼、大豆，這些東西看起來與被稱作是“鋼鐵之軀”的汽車風馬牛不相及，但汽車製造商、零部件廠商、材料廠商正在將越來越多的生物材料引入汽車製造業。實際上，福特早在上世紀20年代起就致力於生物材料的使用，當時亨利·福特就在T型車上使用了麥草。此後，大豆材質的泡沫、密封件、墊圈，蓖麻材質的泡沫、塑料及天然纖維增強材料均開始被福特及其他車企使用。

新型生物材料不斷湧現

美國俄亥俄州立大學教授卡特里娜·科尼什曾在美國農業部工作過，年輕時遇到的一件事給她留下了深刻印象。當時她看到一輛卡車裝載著剛摘下來的滿車番茄從農場運出來，與大多數人關注點不同的是，她瞬間意識到，放在最下層的番茄能承受那麼大的壓力，那麼番茄皮一定非常結實。

25年過去了，科尼什現在成了一名替代天然橡膠、橡膠生物合成領域的國際權威專家。她始終沒有忘記年輕時的那件事，並致力於研發更多生物材料。科尼什認為，番茄皮可以取代部分會造成環境汙染的炭黑材料，可用在汽車懸架襯套、發動機支架、輪胎、軟管和其他部件中。

同樣，蛋殼也可以取代部分炭黑材料。科尼什要求企業把不用的工業廢料垃圾袋送到她的實驗室。經過篩選，她發現蛋殼磨成細粉也可以作為炭黑材料的增強劑。目前，美國俄亥俄州立大學的研究人員，正與該國知名零部件供應商天納克以及至少一家大型車企共同合作，測試橡膠部件中的番茄皮和蛋殼，希望未來這些材料能用於製造汽車零部件。

事實上，意識到番茄皮用處的人並非只有科尼什。早在2014年，福特宣佈與美國食品生產商亨氏合作，探討利用番茄皮製造汽車零部件。亨氏的番茄醬名聲在外，每年用到的番茄多達數百萬噸。亨氏研究人員一直在尋求番茄皮、莖、籽等加工副產品的再利用渠道。福特和亨氏希望通過研究，將番茄的加工副產品製成既輕又足夠堅固，可滿足車用需求的新型材料。例如，經過乾燥處理的番茄皮等可用於製作車輛的佈線支架和儲物格。

此外，福特旗下的野馬、金牛座、開拓者等多款車型的座椅採用了李爾開發的大豆發泡材料，這種發泡材料基於大豆油製造，性能優異。福特在2013年洛杉磯車展上展示了Fusion Energi插電式混合動力車，其座椅靠背、彈性坐墊、座椅頭枕、門板內嵌等部件採用了可口可樂開發的植物性可回收材料，而這種材料的原料之一就是甘蔗製糖過程中剩餘的植物纖維。

目前，科尼什和其他數千名化學家，以及各個國家實驗室、零部件供應商和汽車製造商的實驗室材料科學研究人員，正在從分子水平上對汽車製造進行重新思考。這正是天納克首席技術官本·帕特爾所聲稱的席捲汽車行業“材料科學革命”的一部分。

“新四化”帶來材料新變革

一直以來，輕量化、燃油經濟性、節能減排以及對更環保的可回收零部件的追求，推動著汽車零部件的變革。不過，以“新四化”（電動化、智能化、網聯化、共享化）為代表的未來移動出行方式使得供應商們開始重新改造汽車零部件。

根據美國交通部的數據，美國人平均每天的開車時間為1小時左右，他們的私家車平均有95%的時間處於閒置狀態。但如果進入自動駕駛時代，一輛車每天的使用時間可能長達20小時，這樣的使用強度對零部件的耐久性提出更高要求。供應商已經在為此做準備。一些供應商考慮的目標是，製造出能承受每年10萬英里使用強度的汽車零部件，並實現100萬英里的預期壽命。

此外，隨著網約車的出現，越來越多的私家車出現了使用率上升的情況。根據美國RideGuru拼車共享信息庫的數據，一些優步和來福車的全職司機每週的拼車裡程高達1000英里，每天有數十人乘坐一輛車，這讓供應商不得不重新考慮座椅泡沫、門窗密封條、機械部件甚至油漆的磨損率問題。

電動化也是汽車行業的大趨勢之一。“電動化在分子水平上給汽車帶來了新的挑戰。”天納克全球性能材料工程執行董事羅德·哈迪表示。他還補充道：“未來，電動汽車將比內燃機汽車耐用得多，因此電動汽車上的零部件也必須同樣耐用。”另外，據天納克全球彈性材料部門總經理史蒂夫·普爾曼介紹，在電動汽車中可以聽到一些驅動系統的噪聲，而這些噪聲在燃油車中通常被髮動機的聲音所淹沒。汽車製造商已經要求天納克開發新的傳動系統支架和懸架部件，以消除這些噪聲。

耐久性讓材料迎成本挑戰

未來的自動駕駛汽車的零部件壽命可能是現在汽車的10倍，但這些零部件的售價不可能是它們所替換零部件的10倍。事實上，不少供應商表示，汽車製造商根本不想多花一分錢。

“計算成本是一個很複雜的問題。如果只看純粹的部件成本，有些可能會更貴。不過，如果它改變了生產效率和複雜性呢？如果它減少了部分更細小零部件呢？如果它降低了維修成本呢？有很多不同的方法來計算成本。”帕特爾說。

這將是一個複雜的計算問題，供應商引入由新材料製成的部件後，看起來可能比現有部件成本更高，但實際上可能更便宜。一些供應商正在研究如何在不大幅提價的情況下推出並交付下一代零部件。

日前，麥格納的座椅部門剛剛推出了一種名為Freeform的座椅面套材料，計劃在共享汽車上推廣使用。這種材料的成本略高於麥格納目前使用的材料，但該公司計算髮現，採用Freeform的成本與之前大致相同，因為它大大簡化了座椅的製造過程，取消了導引線、拱圈夾等部件，而這些東西通常用來將座椅和泡沫墊連接到座椅框架上。採用Freeform後，只是簡單地拉開拉鍊，就可以快速清洗和更換座椅內飾。

麥格納座椅泡沫製造全球總監芮妮·肖文表示，Freeform是麥格納首批反映分子水平創新的座椅產品之一。麥格納預計，這種產品將在大約一年後投產。“麥格納所要做的是，對我們的化學體系在分子水平上進行大規模的改變。我們正在和我們的供應商打交道，並獲得更高分子量的材料。這使我們能夠提高最終產品的耐用性和性能，更適用於今天的汽車市場。”肖文說。

當然，面臨成本問題的新型材料也不在少數，有些生物基材料成本是石油基材料的3倍左右。如何降低成本，並達到車用需求，還要靠研究人員的進一步攻關。以科尼什的研究為例，研究人員需要確保用磨碎的番茄皮和磨碎的蛋殼製成的發動機罩，至少要與使用橡膠炭黑材料製造的傳統部件擁有一樣的耐用性，且成本不會太高。

零部件企業迎接新材料革命

就像汽車製造商為電動汽車、自動駕駛技術等投入巨資一樣，零部件供應商在開發新產品時也面臨鉅額支出。美國零部件供應商庫柏標準公司的業務包括車身密封、減震器、汽車專用緊固件、燃油輸送系統等，該公司首席技術官克里斯·庫奇表示，電動化已經席捲整個行業，雖然汽車製造商現在還沒有要求他們提供壽命極長的零部件，但庫柏標準公司認為這是遲早的事，並已經在為此做準備，研發預算不斷增長，希望在材料科學方面取得進展。

當然，新材料的開發不是一蹴而就的。據庫奇介紹，庫柏標準公司花了5年時間成功開發出一種名為Fortrex的密封件，以此取代傳統的橡膠密封條。Fortrex是一種高性能的彈性材料，重量較傳統的密封材料輕30%，且抗磨損性能很好，可以提供更好的保護，抵禦大自然的風雨侵蝕。

可以預想到的是，未來汽車將在各個方面發生變化，甚至包括塗料及鍍膜加工。全球最大的汽車塗料供應商之一——艾仕得公司首席技術官巴里·斯奈德透露，該公司近年來加大了研發支出，以及時應對汽車產業變革。斯奈德表示，艾仕得正在研發用於油漆的新材料，研究方向之一是讓自動駕駛汽車可以“看到”其他車輛。

帕特爾認為，當今汽車行業創新的速度比歷史上任何時候都要快，得益於互聯網的快速發展，汽車業也正在經歷一場新材料革命，會有更多人致力於開發新材料解決方案，讓未來的汽車生活變得更智能、更美好。

文：張冬梅 編輯：萬瑩 版式：蒙軒

【能源人都在看，點擊右上角加“關注”】

番茄、蛋殼、大豆，這些東西看起來與被稱作是“鋼鐵之軀”的汽車風馬牛不相及，但汽車製造商、零部件廠商、材料廠商正在將越來越多的生物材料引入汽車製造業。實際上，福特早在上世紀20年代起就致力於生物材料的使用，當時亨利·福特就在T型車上使用了麥草。此後，大豆材質的泡沫、密封件、墊圈，蓖麻材質的泡沫、塑料及天然纖維增強材料均開始被福特及其他車企使用。

新型生物材料不斷湧現

美國俄亥俄州立大學教授卡特里娜·科尼什曾在美國農業部工作過，年輕時遇到的一件事給她留下了深刻印象。當時她看到一輛卡車裝載著剛摘下來的滿車番茄從農場運出來，與大多數人關注點不同的是，她瞬間意識到，放在最下層的番茄能承受那麼大的壓力，那麼番茄皮一定非常結實。

25年過去了，科尼什現在成了一名替代天然橡膠、橡膠生物合成領域的國際權威專家。她始終沒有忘記年輕時的那件事，並致力於研發更多生物材料。科尼什認為，番茄皮可以取代部分會造成環境汙染的炭黑材料，可用在汽車懸架襯套、發動機支架、輪胎、軟管和其他部件中。

同樣，蛋殼也可以取代部分炭黑材料。科尼什要求企業把不用的工業廢料垃圾袋送到她的實驗室。經過篩選，她發現蛋殼磨成細粉也可以作為炭黑材料的增強劑。目前，美國俄亥俄州立大學的研究人員，正與該國知名零部件供應商天納克以及至少一家大型車企共同合作，測試橡膠部件中的番茄皮和蛋殼，希望未來這些材料能用於製造汽車零部件。

事實上，意識到番茄皮用處的人並非只有科尼什。早在2014年，福特宣佈與美國食品生產商亨氏合作，探討利用番茄皮製造汽車零部件。亨氏的番茄醬名聲在外，每年用到的番茄多達數百萬噸。亨氏研究人員一直在尋求番茄皮、莖、籽等加工副產品的再利用渠道。福特和亨氏希望通過研究，將番茄的加工副產品製成既輕又足夠堅固，可滿足車用需求的新型材料。例如，經過乾燥處理的番茄皮等可用於製作車輛的佈線支架和儲物格。

此外，福特旗下的野馬、金牛座、開拓者等多款車型的座椅採用了李爾開發的大豆發泡材料，這種發泡材料基於大豆油製造，性能優異。福特在2013年洛杉磯車展上展示了Fusion Energi插電式混合動力車，其座椅靠背、彈性坐墊、座椅頭枕、門板內嵌等部件採用了可口可樂開發的植物性可回收材料，而這種材料的原料之一就是甘蔗製糖過程中剩餘的植物纖維。

目前，科尼什和其他數千名化學家，以及各個國家實驗室、零部件供應商和汽車製造商的實驗室材料科學研究人員，正在從分子水平上對汽車製造進行重新思考。這正是天納克首席技術官本·帕特爾所聲稱的席捲汽車行業“材料科學革命”的一部分。

“新四化”帶來材料新變革

一直以來，輕量化、燃油經濟性、節能減排以及對更環保的可回收零部件的追求，推動著汽車零部件的變革。不過，以“新四化”（電動化、智能化、網聯化、共享化）為代表的未來移動出行方式使得供應商們開始重新改造汽車零部件。

根據美國交通部的數據，美國人平均每天的開車時間為1小時左右，他們的私家車平均有95%的時間處於閒置狀態。但如果進入自動駕駛時代，一輛車每天的使用時間可能長達20小時，這樣的使用強度對零部件的耐久性提出更高要求。供應商已經在為此做準備。一些供應商考慮的目標是，製造出能承受每年10萬英里使用強度的汽車零部件，並實現100萬英里的預期壽命。

此外，隨著網約車的出現，越來越多的私家車出現了使用率上升的情況。根據美國RideGuru拼車共享信息庫的數據，一些優步和來福車的全職司機每週的拼車裡程高達1000英里，每天有數十人乘坐一輛車，這讓供應商不得不重新考慮座椅泡沫、門窗密封條、機械部件甚至油漆的磨損率問題。

電動化也是汽車行業的大趨勢之一。“電動化在分子水平上給汽車帶來了新的挑戰。”天納克全球性能材料工程執行董事羅德·哈迪表示。他還補充道：“未來，電動汽車將比內燃機汽車耐用得多，因此電動汽車上的零部件也必須同樣耐用。”另外，據天納克全球彈性材料部門總經理史蒂夫·普爾曼介紹，在電動汽車中可以聽到一些驅動系統的噪聲，而這些噪聲在燃油車中通常被髮動機的聲音所淹沒。汽車製造商已經要求天納克開發新的傳動系統支架和懸架部件，以消除這些噪聲。

耐久性讓材料迎成本挑戰

未來的自動駕駛汽車的零部件壽命可能是現在汽車的10倍，但這些零部件的售價不可能是它們所替換零部件的10倍。事實上，不少供應商表示，汽車製造商根本不想多花一分錢。

“計算成本是一個很複雜的問題。如果只看純粹的部件成本，有些可能會更貴。不過，如果它改變了生產效率和複雜性呢？如果它減少了部分更細小零部件呢？如果它降低了維修成本呢？有很多不同的方法來計算成本。”帕特爾說。

這將是一個複雜的計算問題，供應商引入由新材料製成的部件後，看起來可能比現有部件成本更高，但實際上可能更便宜。一些供應商正在研究如何在不大幅提價的情況下推出並交付下一代零部件。

日前，麥格納的座椅部門剛剛推出了一種名為Freeform的座椅面套材料，計劃在共享汽車上推廣使用。這種材料的成本略高於麥格納目前使用的材料，但該公司計算髮現，採用Freeform的成本與之前大致相同，因為它大大簡化了座椅的製造過程，取消了導引線、拱圈夾等部件，而這些東西通常用來將座椅和泡沫墊連接到座椅框架上。採用Freeform後，只是簡單地拉開拉鍊，就可以快速清洗和更換座椅內飾。

麥格納座椅泡沫製造全球總監芮妮·肖文表示，Freeform是麥格納首批反映分子水平創新的座椅產品之一。麥格納預計，這種產品將在大約一年後投產。“麥格納所要做的是，對我們的化學體系在分子水平上進行大規模的改變。我們正在和我們的供應商打交道，並獲得更高分子量的材料。這使我們能夠提高最終產品的耐用性和性能，更適用於今天的汽車市場。”肖文說。

當然，面臨成本問題的新型材料也不在少數，有些生物基材料成本是石油基材料的3倍左右。如何降低成本，並達到車用需求，還要靠研究人員的進一步攻關。以科尼什的研究為例，研究人員需要確保用磨碎的番茄皮和磨碎的蛋殼製成的發動機罩，至少要與使用橡膠炭黑材料製造的傳統部件擁有一樣的耐用性，且成本不會太高。

零部件企業迎接新材料革命

就像汽車製造商為電動汽車、自動駕駛技術等投入巨資一樣，零部件供應商在開發新產品時也面臨鉅額支出。美國零部件供應商庫柏標準公司的業務包括車身密封、減震器、汽車專用緊固件、燃油輸送系統等，該公司首席技術官克里斯·庫奇表示，電動化已經席捲整個行業，雖然汽車製造商現在還沒有要求他們提供壽命極長的零部件，但庫柏標準公司認為這是遲早的事，並已經在為此做準備，研發預算不斷增長，希望在材料科學方面取得進展。

當然，新材料的開發不是一蹴而就的。據庫奇介紹，庫柏標準公司花了5年時間成功開發出一種名為Fortrex的密封件，以此取代傳統的橡膠密封條。Fortrex是一種高性能的彈性材料，重量較傳統的密封材料輕30%，且抗磨損性能很好，可以提供更好的保護，抵禦大自然的風雨侵蝕。

可以預想到的是，未來汽車將在各個方面發生變化，甚至包括塗料及鍍膜加工。全球最大的汽車塗料供應商之一——艾仕得公司首席技術官巴里·斯奈德透露，該公司近年來加大了研發支出，以及時應對汽車產業變革。斯奈德表示，艾仕得正在研發用於油漆的新材料，研究方向之一是讓自動駕駛汽車可以“看到”其他車輛。

帕特爾認為，當今汽車行業創新的速度比歷史上任何時候都要快，得益於互聯網的快速發展，汽車業也正在經歷一場新材料革命，會有更多人致力於開發新材料解決方案，讓未來的汽車生活變得更智能、更美好。

文：張冬梅 編輯：萬瑩 版式：蒙軒

爆料熱線：

010-56002742；[email protected]

免責聲明：以上內容轉載自中國汽車報，所發內容不代表本平臺立場。

全國能源信息平臺聯繫電話：010-65367827，郵箱：[email protected]，地址：北京市朝陽區金臺西路2號人民日報社