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目前，可以用作飛機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“后碳纖維時代”的開發(fā)也在悄然進行。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)濟新聞（中文版

日本：碳纖維之后是木材纖維

目前，可以用作飛機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“后碳纖維時代”的開發(fā)也在悄然進行。

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

最終，“日本制紙”接受了采訪。該公司CNF事業(yè)推進室的河崎雅行室長表示：“CNF的原料是木材，但是卻比鐵更硬更輕”。“請看這里，看起來只是普通的液體，但其實這是CNF”，河崎拿著燒杯說。燒杯中裝有稠糊狀的液體。實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，相當于人類頭發(fā)絲的兩萬分之一。

雖然從表面上來看不會給人以強度很高的感覺，但實際上1根1根的纖維非常結(jié)實。將納米纖維聚合在一起，強度將超過鐵。河崎室長表示，“樹木之所以能夠長到幾米高，靠的正是纖維的支撐”。據(jù)稱纖維素納米纖維（CNF）的強度可達到鋼鐵的5倍，與碳纖維相當。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、火箭和醫(yī)療器械等。東麗日前從美國波音獲得了1萬億日元的飛機碳纖維復合材料訂單。但是，在汽車等其他領(lǐng)域的應用仍未取得重大進展，原因在于生產(chǎn)成本高昂。

碳纖維的價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。河崎室長表示，“如果實現(xiàn)量產(chǎn)，價格將進一步下降”。如果用作飛機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等，就能夠低價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，里面的食品就能長期保質(zhì)。

日本掌握主導權(quán)

在日本之外，歐美企業(yè)紛紛致力嘗試將大學等的研究成果實用化，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)主要是利用機械磨碎木材纖維。纖維的寬度難以保持均一，河崎室長表示，“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，“巧妙運用技術(shù)是日本的看家本領(lǐng)。日本或能夠掌握主導權(quán)”。

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