“化腐朽为神奇”——被淘汰的树木能变成汽车零件？

材料牛注：来自克莱姆森大学的研究团队在教授Pilla的领导下成功将树木中的纤维纳米材料与聚合物复合，并用该生物可再生材料制备汽车保险杠和挡泥板达到抗损坏的效果。

将森林资源恢复工程中被砍伐的树木应用于汽车保险杠和挡泥板，这是克莱姆森大学Srikanth Pilla研究的一个部分。Pilla正与美国农业部（USDA）林产研究所（威斯康星州麦迪逊市）的研究人员合作进行该项研究。

麦迪逊的研究人员正在将树木制成一种悬浮液，悬浮物呈杆状，直径不及头发丝的1/20000。Pilla采用这些微小结构（被称为纤维纳米材料）来开发新型复合材料，将其制成汽车零部件，增强零件强度。

这类零部件属于可再生生物材料，这意味着车用零件报废时将被送往堆肥厂而不是垃圾填埋区，该项研究可以帮助汽车制造商满足欧洲以及美国的汽车回收规定。

Pilla是克莱姆森大学汽车工程系的助理教授，他希望采用他正在开发的这种复合材料来制造汽车保险杠和挡泥板，以达到抗扭曲、抗破坏的效果。Pilla透露：“新型材料能够储能但不会发生形变，你不需要更换它们因为它们根本不会损坏。与当前材料只能抵抗一次冲击相比，新型材料可以抵抗三到四次冲击。”

美国农业部（USDA）下辖的国家粮食与农业研究所为该项目提供了五年的资金资助，总计为481000美元。Pilla的研究将在南卡罗来纳州格林维尔的克莱姆森大学国际汽车研究中心进行。

林业产品研究所的材料研究工程师兼该项目的副首席研究员Craig Clemons表示，期望找到该纳米纤维材料在更多领域的应用。他说道：“我们找了到合适的渠道，能够使用各种来自森林的材料，对于此次的纤维纳米材料，我们正试图建立纤维纳米材料产业链，用低价值的木材创造高价值的产品。我们生产纤维纳米材料所需的基本结构要素均能从木材纤维和纸浆纤维中获得。我们会把超过25年的关于塑料和木材复合材料的生产经验应用于该项目中。” 本项研究属环境友好型研究。

Pilla告知我们：“这些纤维纳米材料可能来自在森林资源恢复工程中被砍伐的树木。从森林中移除这些原料有助于防止森林火灾。研究人员无需砍伐健康的树木，这些树木可以作其他用途。”

林业产品研究所副主任Ted Wegner说：“纤维纳米材料可以满足人们对可持续、可再生、轻质产品的需求，同时也有助于改善美国森林现况。美国拥有丰富的森林资源以及支持大型纤维纳米材料产业的基础设施，在美国特别是在美国乡村，商业化纤维纳米材料有可能创造就业机会。”

Pilla 和Clemons在工作中面临的技术挑战之一就是如何把疏水性纤维纳米材料和疏水性聚合物结合。他们需要证明，该材料可以大批量生产，因为汽车制造商需要上千个零件。对此，Pilla说道：“我们将使用超临界流体作为増塑剂，使纳米纤维材料可以分散在聚合物中。我们会帮助开发一种常规技术，便于在汽车行业推广使用。”

克莱姆森大学学术事务执行副总裁Robert Jones就此项研究的优异成果对Pilla表示祝贺。同为这方面的研究专家的Jones称赞道：“Pilla与USDA所做的研究是用低价值木材强化汽车零件的一个创造性的方法。更重要的是，这些零件都是可再生生物材料，这项研究在多种意义上造福于地球。”

如果美国在汽车回收再利用的规定上效仿欧盟，这项研究的重要性将会愈加显著。Pilla对他们的研究很有信心，还说道：“尽管美国目前还没有相关的法规，但是也许很快就会有了。”

Pilla迅速确立了自己在下一代汽车零件制造行业中的领先地位。在众多非赢利性学生和专业中小企业组织中，他赢得了2016年Robert J. Hocken杰出青年制造工程师奖。

在五年项目的第一年年底，Pilla得到了能源部另外5810000美元的拨款。作为项目的一个部分，Pilla和他的团队正在开发超轻量级车门来帮助汽车制造商们满足联邦政府燃油经济性标准。

克莱姆森大学汽车工程系主任Zoran Filipi毫不吝啬地夸赞Pilla，表示克莱姆森对于汽车的研究能占据行业先导地位，Pilla在其中发挥了重要作用。“Pilla博士所做的研究帮助克莱姆森大学以及汽车行业保持领先。”Filipi 说，“他在预测汽车制造商未来需求的同时，也在寻找可以尽快实施下来的方案，其中和USDA合作进行的研究就是一个范例。”

计算与应用科学系主任Anand Gramopadhye也同样发来祝贺，Pilla博士的工作将继续对汽车工程产生影响，特别是在汽车制造业方面。他的创新被定位为克莱姆森大学，甚至整个国家和民族力量的强大。”

原文链接：Researchers say trees could help strengthen auto parts

本文由编辑部王旗提供素材，罗春兰编译，刘宇龙审核，点我加入材料人编辑部。