Ten materiał może zrewolucjonizować samochody
Jeśli wydaje się wam, że czasy, gdy do budowy karoserii pojazdów powszechnie wykorzystywano drewno odeszły na dobre, jesteście w błędzie. Motoryzacja - kolejny raz - zatoczyła koło. Japończycy zaprezentowali właśnie pierwszy na świecie samochodów, którego nadwozie niemal w całości zbudowano z nanocelulozy.
Prace nad tym materiałem trwają od 2012 roku. Surowcem jest tutaj pulpa drzewna. Sama celuloza często stanowi niezagospodarowany odpad powstających chociażby w wyniku produkcji papieru.
Proces pozyskiwania nanocelulozy - czyli celulozowych nanokryształów (CNF) jest bardzo skomplikowany. Celulozowe włókna trzeba "rozbić" do postaci nanowłókien i uszeregować w równoległe łańcuchy pozbawione obszarów amorficznych. Dość powiedzieć, że nad ambitnym przedsięwzięciem stworzenia nanocelulozowego pojazdu głowili się naukowcy z 22 japońskich uniwersytetów technicznych, instytutów badawczych i laboratoriów producentów części dla przemysłu motoryzacyjnego. Projekt od 2016 roku wspierało również japońskie Ministerstwo Środowiska.
Dlaczego stworzenie nanocelulozowego pojazdu uznać można za krok milowy w historii motoryzacji? Odpowiedzią są niezwykłe właściwości CNF. Materiał jest nie tylko biodegradowalny i lekki, ale też zaskakująco mocny. Przy zachowaniu odpowiedniego procesu technologicznego cechuje się daleko większą wytrzymałością niż stal (nawet pięciokrotnie wyższa!), a w pewnych obszarach przewyższa nawet włókna węgłowe.
Wszystko to przy zdecydowanej redukcji masy. Twórcy pojazdu twierdzą, że w stosunku do klasycznego auta NCV, czyli Nanocellulose Vehicle, legitymuje się masą niższą aż o 50 proc. Oznacza to, że - przynajmniej w teorii - zbudowane z nanocelulozy pojazdy mogą być nie tylko zdecydowanie bezpieczniejsze, ale też dużo oszczędniejsze niż współczesne auta. Do ich napędu - bez wpływu na osiągi - można bowiem stosować zdecydowanie mniejsze i słabsze - a co za tym idzie - oszczędniejsze - silniki. W przypadku napędu elektrycznego znacznie wzrósłby zasięg.
Sam NCV napędzany jest układem wykorzystującym ogniwa paliwowe i rozpędza się do około 20 km/h. W tym przypadku nie chodziło jednak o osiągi, a jedynie zaprezentowanie możliwości rewolucyjnego materiału.
Warto dodać, że nanoceluloza zrewolucjonizować może całą branżę motoryzacyjną. Końcowy materiał jest bezbarwny, co oznacza, że nadaje się nie tylko do formowania elementów karoserii, ale też np. budowy szyb czy elementów wnętrza. Nadaje się też do barwienia. Wniosek? Może z powodzeniem zastąpić znienawidzone przez ekologów tworzywa sztuczne! Nie tu wyłącznie o takie elementy jak deski rozdzielcze czy boczki drzwi, ale ogół wytwarzanych z plastików komponentów, jak chociażby reflektory czy kanały powietrzne. Idąc dalej - wyobraźcie sobie np. nowoczesną fabrykę produkującą samochody, która nie musi korzystać z lakierni!
Największym problemem dotyczącym samych właściwości nanocelulozy było do tej pory zabezpieczenie jej przed destrukcyjnym działaniem wilgoci. Podobnie jak np. dykta, nasiąkająca wodą nanoceluloza "puchnie", co znacznie osłabia wytrzymałość. Ostatecznie Japończykom udało się jednak uporać z tym zjawiskiem i stworzony przez nich pojazd ma być odporny na pełne spektrum warunków atmosferycznych.
Z wyliczeń japońskich naukowców wynika, że w stosunku do obecnych, produkowanych głownie ze stali, pojazdów korzystając z nanocelulozy można ograniczyć emisję CO2 związaną z produkcją i dystrybucją pojedynczego nowego pojazdu aż o dwie tony!
Paweł Rygas
