Chánh Tài –
Nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuất ô tô có thân xe nhẹ để ít tốn pin khi chạy bằng điện, một số nhà sản xuất linh kiện ô tô ở Nhật Bản đang chuyển sang một loại vật liệu mới mà ít ai nghĩ đến để thay cho thép, đó là gỗ.
Nhẹ nhưng bền hơn thép
![Linh-ki_n-_-t_-t_-b_t-gi_y[4226]](https://cdn.sgtiepthi.vn/wp-content/uploads/2017/08/Linh-ki_n-_-t_-t_-b_t-gi_y4226.jpg)
Giáo sư Hiroyuki Yano tại phòng thí nghiệm ở Kyoto (Nhật Bản).
Theo hãng tin Reuters, các nhà nghiên cứu và các công ty sản xuất linh kiện ô tô Nhật Bản cho rằng linh kiện làm bằng bột gỗ nhẹ bằng 1/5 so với thép, nhưng lại có độ chịu lực gấp năm lần.
Vật liệu này, có tên gọi sợi nano cellulose, có thể là giải pháp để thay thế thép trong những thập kỷ tới, mặc dù chắc chắn sẽ bị các vật liệu carbon cạnh tranh. Ngoài ra, vẫn còn một chặng đường dài phía trước để có thể chứng minh tính khả thi về mặt thương mại của vật liệu này.
Hiện nay, việc giảm trọng lượng của xe ô tô được xem là yếu tố quan trọng khi các hãng xe đang đẩy mạnh sản xuất xe điện. Bởi vì, pin dùng trong xe điện có giá rất cao, nên việc giảm trọng lượng của xe đồng nghĩa với việc sẽ cần ít pin hơn để cung cấp năng lượng vận hành xe, từ đó, giúp tiết kiệm chi phí.
Ông Masanori Matsushiro, giám đốc một dự án thiết kế thân xe của hãng xe Toyota, cho biết: “Làm nhẹ trọng trượng xe là một vấn đề mà chúng tôi trăn trở thường trực”.
“Tuy nhiên, chúng tôi cũng phải giải quyết vấn đề chi phí sản xuất cao trước khi tăng cường sử dụng các vật liệu nhẹ mới cho hàng loạt xe”, ông Matsushiro nói tiếp.
Các nhà nghiên cứu ở Đại học Kyoto (Nhật Bản) và các nhà cung cấp linh kiện ô tô Nhật Bản, như Denso hay DaikyoNishikawa, đang nghiên cứu kết hợp nhựa với sợi nano cellulose. Các sợi nano cellulose được tạo ra bằng cách phá vỡ sợi bột gỗ thành những hạt nano có kích thước chỉ bằng vài phần trăm micron (1 micron = 0,001 mm).
Linh kiện làm bằng sợi nano cellulose
Sợi nano cellulose từ lâu đã được sử dụng trong sản xuất nhiều sản phẩm, từ mực cho đến các màn hình trong suốt. Tuy nhiên, nhờ phương thức sản xuất có tên gọi “tiến trình Kyoto”, giờ đây sợi nano cellulose còn được biết đến với tiềm năng dùng cho sản xuất linh kiện ô tô.
Theo đó, các sợi gỗ qua xử lý hóa chất sẽ bị phá vỡ thành những sợi nano, và được trộn vào nhựa để cho ra một vật liệu mới có sức bền cao hơn thép. Phương thức sản xuất này giúp giảm chi phí sản xuất xuống còn gần 20% so với các phương thức khác.
“Đây là một ứng dụng có hiệu quả cao nhất và chi phí thấp nhất đối với sợi nano cellulose, và đó lý do tại sao chúng tôi tập trung nghiên cứu sử dụng sợi này trong sản xuất linh kiện ô tô và máy bay”, Giáo sư Hiroaki Yano ở Đại học Kyoto (Nhật Bản), người đứng đầu dự án nghiên cứu ứng dụng sợi nano cellulose cho ngành công nghiệp sản xuất linh kiện ô tô, cho biết.
Đại học Kyoto cùng với các nhà cung cấp linh kiện ô tô Nhật Bản đang phát triển một xe hơi mẫu sử dụng các linh kiện làm bằng vật liệu sợi nano cellulose. Sản phẩm này được dự kiến ra mắt vào năm 2020.
“Chúng tôi đang sử dụng nhựa để thay thế cho thép trong sản xuất linh kiện ô tô, và chúng tôi hy vọng sợi nano cellulose cũng sẽ thay thế được thép”, Yukihiko Ishino, người phát ngôn của Công ty sản xuất linh kiện ô tô DaikyoNishikawa, cho biết.
Chi phí để sản xuất một kilogram sợi nano cellulose trên quy mô hàng loạt hiện nay vào khoảng 1.000 yen (9 đô la Mỹ). Giáo sư Yano dự báo chi phí này này sẽ giảm xuống còn một nửa vào năm 2030 và đó là sẽ là thời điểm việc sản xuất linh kiện ô tô bằng chất liệu sợi nano cellulose có tính khả thi thương mại.
Ông Anthony Vicari, nhà phân tích các ứng dụng của vật liệu ở Công ty nghiên cứu và tư vấn Lux Research (Mỹ), cho rằng nếu dự báo của giáo sư Yano thành hiện thực, đây sẽ là một bước tiến đặc biệt quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô.
Trong khi các công ty sản xuất linh kiện ô tô Nhật Bản đang kỳ vọng vào sợi nano cellulose, các hãng xe hơi trên thế giới cũng đang sử dụng các vật liệu nhẹ khác thay thế thép. Chẳng hạn, hãng xe BMW đang sử dụng nhựa polymer gia cố bằng sợi carbon (CFRPs) để sản xuất xe điện BMW i3. Tuy nhiên, nhìn chung, hợp kim nhôm và thép có độ bền cao hiện vẫn là lựa chọn phổ biến cho ngành công nghiệp ô tô vì có giá rẻ và có thể tái chế.
