《日本联盟利用纤维素纳米材料打造概念车 车辆减重超10%》

  • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: 冯瑞华
  • 发布时间:2019-12-04
  • 据外媒报道,一个由工业、学术和政府机构组成的联盟合作在日本环境省(MOE)的NCV(纳米纤维素汽车)项目中,利用纤维素纳米纤维制成了一款概念车 – NCV概念车。

    该联盟由包括京都大学(Kyoto University)在内的22个机构组成,采用尽可能多的基于纤维素纳米材料(CNF)的部件,让车辆的重量减轻了10%以上。CNF是一种源于植物的材料。

    此次,该联盟研发了一款配备鸥翼门的跑车,车门可以向上打开。CNF以及采用CNF作为增强材料制成的树脂材料(CNF增强型树脂)不仅应用于内饰,而且用于对强度、刚度和外观质量都要求较高的车身面板。

    在该款概念车上,CNF被大规模用于大尺寸的车身面板上,大大减轻了车辆重量。汽车的前车盖仅由CNF制成,甚至不含CNF增强型树脂材料。

    此外,该车配备了透明的车顶和后车窗,而且都采用了添加CNF的聚碳酸酯(PC)制成的树脂玻璃。添加了CNF后,PC的强度和刚度增加,而厚度可以减少,从而导致重量减少。直径较小的CNF可以透光,不会降低透明度,因而可用于透明车顶和后车窗。

    鸥翼门的面板由碳纤维增强型聚丙烯(PP)制成。虽然NCV概念车是一款概念车,但是能够以20km/h(约合12.4mph)的速度行驶。未来,该联盟计划进一步提高该车的最高速度。

相关报告
  • 《纤维素纳米材料和可再生能源的储存能力》

    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
    • 发布时间:2020-04-02
    • 在用纳米材料讨论聚合物的应用时,许多人自然而然地会想到合成聚合物。然而,有一系列的天然高分子材料具有非常好的性能,通常比合成聚合物更适合某些应用。 一种主要的天然聚合物是纤维素,由于它是在植物和树木的细胞壁中发现的,所以在地球上大量存在。纤维素是一种直链聚合物组成的,成千上万的葡萄糖分子通过β在一起(1 - 4)糖苷键,与整体的化学公式(C6H10O5) n。它是一种天然的聚合物,在不同的行业都很有名,也很好用。 纤维素作为一种纳米材料 除了是一种常见的天然聚合物外,它也是一种以纳米形式存在的聚合物。它被称为纳米纤维素,它与其他任何纳米尺寸的聚合物一样,在纳米水平上是一种纤维素材料,但实际上存在许多不同类型的纳米纤维素。主要类型包括纤维素纳米晶体(CNCs)和纤维素纳米纤维(CNFs),这两种材料都可以在市场上买到。 纳米纤维素具有一系列特性,使其成为一种有用的材料,包括透明、导电、具有高抗拉强度和高度可调,因为其表面易于功能化(使纳米纤维素成为许多不同应用的可行选择)。 此外,它的生物特性、产品的丰富性和大规模生产的便利性使它成为许多合成聚合物的低成本和更环保的替代品。 能量存储中的纳米纤维素 纳米纤维素是一种商业上可用的材料。其最显著的应用是作为传统包装材料的生物和环保替代品的食品包装,但它也出现在一系列的应用。目前正在研究的一个是它在能源存储应用中的使用。 超薄能量储存 纳米纤维素可以用来制造超薄设备,这种设备能够以只有少数几种选择的方法才能实现的方式存储能量。虽然这些设备的容量可能不像其他设备那样高,但纳米纤维素的使用有助于提高可再生能源的存储能力,因为它打开了可能不可能的区域。因此,纳米纤维素可以作为一个完整的区域来提高整体的储能能力。 有许多不同的设备已经被制造出来,它们属于这个领域。从利用纳米纤维素纤维特性的一维器件到三维混合网络,这些器件都有。 具体的例子有嵌入多孔碳材料作为可穿戴超级电容器的一维纳米纤维素大纤维,以及包覆碳纳米管作为电解液储层的一维大纤维。 在二维方面,例如在纸电池和超级电容器中使用纳米纤维素作为二维材料(如石墨烯和六方氮化硼)的衬底材料,以及在纸质设备中使用纳米纤维素作为分隔膜。 在三维结构方面,纳米纤维素已经被用于储能设备的各个部分,以改善设备的电化学性能,包括电极、电流收集器和隔膜,这是最常见的几个例子。 液流电池 最新的一项研究来自东北大学,他们利用纤维素衍生的纳米材料作为流动电池的薄膜来储存来自太阳能和风能等可再生能源的能量。 流动电池是非常大的电池,它使用充满电解质的大罐来储存和产生电荷。虽然容器的大小是储存能量的关键,但有一个选择性的离子膜也是一个关键的组成部分,因为它促进了氢离子的运动,平衡了细胞两边形成的电荷。 然而,在流动电池中使用的许多膜很容易降解,导致电解质溶液混合,降低电池的稳定性和容量在很长一段时间内。 与目前市场上使用的大多数材料相比,纳米电池材料可能是一种更好的膜材料。在这方面的最新研究使用了与聚偏氟乙烯-共六氟丙烯(PVDF-HFP)复合的CNC纳米纤维素。 结果是一种对电解质高度疏水的膜,这意味着它在很长一段时间内更加稳定。这意味着电池的容量可以随着时间的推移而提高,因为电池的效率可以延长使用寿命。 由于膜内的羟基和酸性磺酸基,膜具有较高的质子电导率。使用该膜的电池还被发现具有很高的库仑效率、电流密度和能源效率,并且可以以现有Nafion膜成本的一小部分来存储可再生能源。 由于丰富的材料和可扩展的技术的发展,这些膜也可以用于复杂的电网,可以容纳来自可再生和不可再生能源的能源。
  • 《广汽研究院概念车巴斯夫材料亮点》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2018-11-19
    • 这是巴斯夫首次与本土汽车主机厂合作打造电动概念车。 适用于所有车辆: 巴斯夫电池技术和解决方案延长续航里程,增强安全性 · 巴斯夫为锂离子电池的特定应用提供高能量密度、高安全性和高效率正极活性材料,包括镍钴锰氧化物(NCM)和镍钴铝氧化物(NCA)。 · 巴斯夫HED™高能量密度正极活性材料满足汽车动力总成系统对锂离子电池不断发展变化的要求。 · 固力顺®FC G20 电池冷却液以其低导电率保障电池安全,阻燃且耐高温的密胺树脂泡沫材料巴斯夫Basotect® G 制成的电池片非常适合电池防火阻隔包覆应用,而Cellasto®,一种粘弹性高阻尼材料制成的电池底座则具有持久的耐用性,并能出色满足驾驶需求。 巴斯夫 Formaldpure ™ /PremAir® BLD 催化剂解决方案可保持车舱内空气清新安全 · 专利Formaldpure™技术可以在室温下彻底地将甲醛分解成二氧化碳和水,避免二次污染。现场试验证明Formaldpure™可快速去除甲醛,同时长期保持高效性能,使用寿命超过市场现有技术。 · 现场试验证明PremAir® BLD可在室温下快速将臭氧分解成甲醛,转换效率高,同时长期保持高效性能,其有效期限超过市场已有技术。 · Formaldpure™/PremAir® BLD技术可以复合在同一滤网,实现一网双效。并可根据不同空气净化系统进行定制设计。 · Sorbead®高效吸附技术可以同时吸附来自外部空气中的SO2、Nox和NH3等污染物。 巴斯夫与广汽研究院共同研发的车漆颜色以及巴斯夫先进的喷涂工艺,分别满足目标驾驶者在情感及功能方面的不同需求。 · 三种定制车漆彰显驾驶者个性。 · 低温烤漆工艺可降低对环境的影响。 · 巴斯夫iGloss®清漆运用新型清漆化学配方,将无机组分带来的柔韧弹性漆面与强耐候性以及无机玻璃状纳米团簇的高耐刮擦性结合起来。 其他应用: · 包括保险杠和扰流板在内的车身板件采用巴斯夫聚氨酯系统Elastolit®制成,加工成本更低,且具有抗冲击性。 · Elastoflex®车身空腔填充NVH泡沫,同时结合安固力液体阻尼浆料应用于车身,可减少气味,降低风噪/路噪 · Elastoflex® W座椅泡沫,实现15%轻薄化设计,使驾乘人员获得全面舒适感受,并能增大驾乘空间。 · 高光泽钢琴黑内饰部件采用巴斯夫特种聚酰胺Ultramid® Deep Gloss制成。该材料荣获2018年德国创新奖,首次打造出无需额外精心喷涂保护涂层的钢琴般黑色高光泽且耐刮擦表面。 · Haptex®非溶剂型PU合成革用于座椅面料,高低温环境都具有极佳手感,同时具有低挥发,低气味,以及优异的耐水解、耐磨损性能,保证长期使用。 · Hydraulan®406ESI高性能刹车液,结合了低粘度和高沸点的特性,确保未来自动驾驶系统所需的安全制动性能。 · Ultraform®LEV低挥发性聚氨酯甲醛材料应用于宠物舱镂空地板,以及共享车座舱/行李舱镂空隔板,发挥了该材料的高刚性,易于表面清洁的特点,该材料超高的注塑流动性能也保证了实现纤维网格的设计创意。 关于每台概念车的一些亮点: " 巴斯夫助力广汽研究院共同打造的三款电动概念车,分别针对中国车主多样化的个人生活方式需求定制。 2U: 巴斯夫材料助力打造优雅汽车座椅,突出驾驶者个性气质 · Ultramid® Vision——由巴斯夫创造的世界上第一款半透明聚酰胺——可用来制作红宝石项链造型的装饰件。 · 巴斯夫Ultrafuse® TPU 3D打印技术可打造毛皮质感的座椅表面 。 2US: 巴斯夫 Ultramid® Advanced N (PPA) 制造的塑料齿轮确保机械座椅旋转机构平稳运行 · Ultramid® Advanced N (PPA)可在高温下提供出色的摩擦性能 · 还具有耐湿性,接触敏感化学介质也依然能保持强度 巴斯夫挤出级 Elastollan ® 光带包覆材料,在内门框上实现了一种柔和的座舱内照明功能,这种不含增塑剂的 TPU 材质具有以下优点: · 长期使用不会变黄。 · 高光通量,同时具有光扩散效果。 2ALL: 巴斯夫材料满足共享汽车的需求 · 前保险杠采用由巴斯夫Elastollan® HPM制成的防刮弹性垫,这种热塑性聚氨酯(TPU)既能实现自由设计,又经久耐用。 · 座椅靠背和座垫采用巴斯夫Infinergy® TPU颗粒泡沫,将舒适度与耐用性完美结合。 · 行李舱隔板使用了以巴斯夫Acrodur®水性丙烯酸树脂分散体粘合的天然纤维复合材料热压成型板材。Acrodur®赋予该内饰部件高机械强度、轻质以及低挥发性。 · Ultramid®Vision应用于车顶指示灯外壳,具有优异的UV耐候性能,并且具有 良好的耐刮擦性能,以应诸如自动洗车等相对苛刻的使用需求。