石油基塑膠被認為是海洋汙染和全球暖化的元兇。作為替代材料,人們對源自植物的新材料寄予厚望。Panasonic開發的纖維素纖維複合樹脂是以植物廢料等為原料製成的,纖維素纖維的品質含量已高達70%,強度也高於傳統樹脂。事實上,該公司的電池研發技術與這些成果密切相關。我們採訪了該公司的高級工程師濱邊理史先生,聽他敘述該材料的開發歷程。

塑膠樹脂和植物源性纖維合成的新材料

2021年,Panasonic開發出「纖維素纖維複合材料」,該材料是將植物細胞中含有的纖維素纖維與塑膠樹脂混合而成,如今以 「kinari」的商品名進入市場。

—— 「kinari」 在環境保護方面的意義?

傳統的塑膠樹脂幾乎全部來自於石油,最終被燃燒產生二氧化碳。如果你只看開端和結局,就會發現我們只是在把石油變成二氧化碳而已。另一方面,如果樹脂來源於植物,即使燃燒後化為二氧化碳,其他植物也會利用這些二氧化碳進行光合作用來生長,從而實現二氧化碳排放和吸收之間的平衡。換句話說,我們可以期待一個不使用石油的循環型社會。此外,纖維素纖維是可以生物降解的,這將有助於減少未降解的塑膠流入海洋的數量,有助於解決近年來的海洋塑膠問題。

——能否保持作為樹脂的性能?

纖維素纖維複合樹脂含有構成植物主幹的增強纖維,從而增加了它的強度。特別是在剛度(材料或結構在受力時抵抗彈性變形的能力)方面,它比傳統的樹脂性能更加提高。這意味著在保持同等剛度的情況下,可以在相應減少重量。

在設計方面,也可以實現木質感。基本上,它無須怎麼加熱就能製作,因此可以抑制複合樹脂的褐變,使其顏色保持白色。

左,電子顯微鏡(SEM)拍攝的成型材料中的纖維素纖維,解析度為10μm;右,相同纖維素纖維,解析度為1μm (Panasonic提供)
左,電子顯微鏡(SEM)拍攝的成型材料中的纖維素纖維,解析度為10μm;右,相同纖維素纖維,解析度為1μm (Panasonic提供)