崭露头角的纤维素纳米纤维
“轻盈、强韧、环保”的木质材料
[2017.02.16] 其它語言 : ENGLISH | 日本語 | 繁體字 | ESPAÑOL | العربية | Русский |

将纤维素(Celluouse)这种构成植物细胞壁的主要成分进行纳米化(超微细化)处理后制成的“纤维素纳米纤维”(Celluouse Nanofibers,CNF)具有“轻盈、强韧、环保”的特点,作为一种梦幻般的新材料受到了人们的关注。从成人尿不湿到显示器、汽车、飞机的生产材料等,用途非常广泛。国土森林覆盖率达到约70%的日本在相关研发领域引领着全球的发展脚步,并与同为森林大国的北欧和北美各国围绕该材料的实用化展开了竞争。

重量是钢铁的五分之一,强度却是其五倍以上

CNF受到关注的原因在于它的一个特性——“重量是钢铁的五分之一,强度却是钢铁的五倍以上”。

如果混入树脂和橡胶之中,就可以制作质量轻、强度高的汽车零部件。京都大学生存圈研究所矢野浩之教授带领的研究团队正在推进用CNF替代铁制汽车车身和车架的研究。如果能实现车辆轻量化,那么燃油经济性将得以提高。二氧化碳的排放量也会减少。从长远来看,甚至有可能像碳纤维那样用于制造飞机机身。

用显微镜照片制作的纤维素纳米纤维示意图(纳米纤维素讨论会提供)

还可以用它来制造热膨胀率低、强度高的玻璃。由于是纳米级(1纳米为10亿分之1米)的纤维,人眼足以辨色的可见光线能够透过材料,所以可以加工成透明的状态。由于比表面积(单位质量物料所具有的总面积)大,所以也可以制成用来捕捉微小尘埃的过滤器、吸附细微臭味物质的除臭剂。使用了具有防止氧气等气体渗入的高阻气性CNF薄膜的食品包装材料具有保持食材新鲜度的效果。由于在水中也可表现出高度粘性,所以还可以用于生产营造Q弹质感的食品添加剂。

作为原料的植物也很丰富。树木(木材)、秸秆(麦子、稻子等)、茎干(玉米、棉花等)等几乎所有植物里都含有纤维素,对环境造成的负担也很小。

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