Автомобиль ncv из нановолокон целлюлозы, материала нового поколения

Концепт NCV получил кузов из нановолокон целлюлозы

Внешность концепта разработал дизайнер Юдзо Ниими из компании Toyota Customizing. Линии напоминают оригами, создавая у зрителя аллюзии на тему бумажных фигурок.

Двадцать два университета, исследовательских института и компании в 2016 году собрались в консорциум для реализации необычного проекта «наноцеллюлозного автомобиля» (Nano Cellulose Vehicle, NCV). Возглавил работу Киотский университет, от автостроителей подключилась корпорация Toyota Motor в лице своей дочки Toyota Customizing & Development, включающей известные марки Toyota Racing Development и Modellista, а ещё ряд поставщиков автокомпонентов.

Автомобиль NCV получил различные части кузова из целлюлозного нановолокна (CNF), от капота до дверей и крыши.

Из CNF также выполнены часть силовой структуры и некоторые элементы внутреннего убранства.

Наноцеллюлозный материал (CNF) был получен из растений и переработанных сельскохозяйственных отходов. Согласно разработанной японцами технологии, компоненты клеточной стенки растений извлекаются путём тонкого разрыхления растительных волокон до наноразмера. После механической и химической обработки получаются волокна с длиной от нескольких нанометров до нескольких десятков нанометров. Такие волокна легче стальных на одну пятую и в пять раз прочнее, они почти не меняют своего размера при перепадах температур. На их базе и создаётся экологически дружественный композит.

Оформление интерьера, конечно, вычурное: от росписи в цветочек до оплётки руля в стиле рукояти катаны. Плюс добавлено дерево. И на этом фоне — камеры вместо зеркал.

Идея всего проекта в целом очень похожа на финский концепт UPM Biofore (композит из целлюлозы плюс термоформованная фанера) и поддерживает такие работы автопроизводителей, как фордовские пластик из томатов и композиты «из текилы», маздовский растительный полимер.

Хотя концепт движется, полноценной машиной его можно считать условно. Это просто демонстратор технологий. Внутри скрыты, по последней моде, водородные топливные элементы, а максималка составляет всего 20 км/ч. Ну, для авто с телепортацией это не страшно.

В ту же копилку можно положить вторичные пластики, полученные путём переработки заброшенных рыболовных сетей в салонах Volvo и Porsche, композит из льна, опять же, у Porsche, волокна хлопка и бамбука в моделях Мазды, кузовные панели из ультратонкой ткани в опытах фирмы EDAG. Цель у всех этих ноу-хау одна — уменьшить зависимость промышленности от ископаемого сырья и наладить новые пути вторичного использования отходов, дабы меньше оставлять мусора природе. Заодно новые материалы могут и вес сэкономить. Японцы не сказали, в каких машинах появится новый композит, но наверняка в Тойотах будущего мы его встретим, пусть не в таком масштабе, как в данном концепте.

Сайт о нанотехнологиях #1 в России

Японцы сделали автомобиль из целлюлозы

Отгадайте загадку: какой материал в пять раз легче стали, но при этом и в пять раз прочнее ее? Ладно, не будем заставлять вас теряться в догадках. Верный ответ — целлюлозное нановолокно (CNF). Оно делается из обычной целлюлозы, той же, что и используется для создания бумаги. Однако при этом целлюлозное нановолокно можно использовать для, например, создания корпусов автомобилей, что и сделали японские инженеры.

Что такое целлюлозное нановолокно?

Для начала стоит знать, что сделано оно на основе древесины. Древесина — довольно универсальный материал, но и его можно улучшить. Для этого ученые используют двухступенчатую химическую реакцию, которая придает дереву прочность и легкость. Сначала исследователи кипятят образцы древесины в водном растворе из гидроксида натрия и сульфита натрия, что частично удаляет лигнин и гемицеллюлозу из материала.

Это нужно для того, чтобы внутри дерева было больше «свободного пространства». Тем более, что два эти вещества не оказывают особого влияния на финальные свойства продукта. Затем обработанную древесину подвергают горячему прессованию, что приводит к разрушению клеточных стенок и образованию высокоориентированных целлюлозных нановолокон. На выходе получается, своего рода, уплотненная древесина, которая намного прочнее натурального материала.

Вы думаете, на этом ученые остановились? Как бы не так! Группа исследователей из Университета Киото выяснила, что при высоком давлении, материал можно расплавить и получить из него что-то по консистенции напоминающее смолу. Эту «смолу» можно отливать в любые формы и после затвердевания в итоге можно получить сверхпрочные и легкие детали, которые, к тому же, без проблем подвергаются вторичной переработке.

В качестве демонстрации, эксперты из Университета Киото создали из уникального материала концепт суперкара, который получил название Nanocellulose Vehicle. Наноцеллюлоза тут использовалась для создания всех деталей корпуса и большей части элементов интерьера автомобиля. Как утверждают ученые, новый материал позволил создать авто, которое весит на 10% меньше, чем аналогичное, собранное из привычных нам деталей. Кроме того, запас прочности и экологичность такого вида транспорта куда выше.

На первый взгляд авто ничем не отличается от обычного

Ученые до сих пор проводят ряд испытаний деталей автомобиля, чтобы убедиться, что «деревянная» машина будет иметь хороший срок службы. В противном случае это не имело бы смысла. При этом стоит надеяться, что в ближайшее время появление автомобиля подобного типа все-же стоит ожидать на рынке. Потому как ряд крупных автопроизводителей (среди которых есть и Toyota), заинтересовались данной разработкой.

Прямо сейчас крупные автоконцерны исследуют возможности наноцеллюлозы, а также ищут дешевые способы ее производства. В конце концов, даже если не получится создавать целые автомобильные корпуса из нового материала, и автопроизводители ограничатся лишь некоторыми деталями вроде бамперов, то это уже будет значительный шаг вперед в автомобилестроении.

Японцы сделали автомобиль из целлюлозы

Отгадайте загадку: какой материал в пять раз легче стали, но при этом и в пять раз прочнее ее? Ладно, не будем заставлять вас теряться в догадках. Верный ответ — целлюлозное нановолокно (CNF). Оно делается из обычной целлюлозы, той же, что и используется для создания бумаги. Однако при этом целлюлозное нановолокно можно использовать для, например, создания корпусов автомобилей, что и сделали японские инженеры.

Что такое целлюлозное нановолокно?

Для начала стоит знать, что сделано оно на основе древесины. Древесина — довольно универсальный материал, но и его можно улучшить. Для этого ученые используют двухступенчатую химическую реакцию, которая придает дереву прочность и легкость. Сначала исследователи кипятят образцы древесины в водном растворе из гидроксида натрия и сульфита натрия, что частично удаляет лигнин и гемицеллюлозу из материала.

Это нужно для того, чтобы внутри дерева было больше «свободного пространства». Тем более, что 2 эти вещества не оказывают особого влияния на финальные свойства продукта. Затем обработанную древесину подвергают горячему прессованию, что приводит к разрушению клеточных стенок и образованию высокоориентированных целлюлозных нановолокон. На выходе получается, своего рода, уплотненная древесина, которая намного прочнее натурального материала.

Вы думаете, на этом ученые остановились? Как бы не так! Группа исследователей из Университета Киото выяснила, что при высоком давлении, материал можно расплавить и получить из него что-то по консистенции напоминающее смолу. Эту «смолу» можно отливать в любые формы и после затвердевания в итоге можно получить сверхпрочные и легкие детали, которые, к тому же, без проблем подвергаются вторичной переработке.

На первый взгляд авто ничем не отличается от обычного

Ученые до сих пор проводят ряд испытаний деталей автомобиля, чтобы убедиться, что «деревянная» машина будет иметь хороший срок службы. В противном случае это не имело бы смысла. При этом стоит надеяться, что в ближайшее время появление автомобиля подобного типа все-же стоит ожидать на рынке. Потому как ряд крупных автопроизводителей (среди которых есть и Toyota), заинтересовались данной разработкой. Прямо сейчас крупные автоконцерны исследуют возможности наноцеллюлозы, а также ищут дешевые способы ее производства. В конце концов, даже если не получится создавать целые автомобильные корпуса из нового материала, и автопроизводители ограничатся лишь некоторыми деталями вроде бамперов, то это уже будет значительный шаг вперед в автомобилестроении.

Япония предлагает деревянные машины из целлюлозных нановолокон

Новый японский суперкар сделан из невероятно прочных древесных целлюлозных нановолокон.

Одна пятая веса стали, но в пять раз более прочное растительное целлюлозное нановолокно (CNF), дает автопроизводителям возможность создавать прочные и легкие автомобили, в то же время удаляя до 2000 кг углерода из жизненного цикла автомобиля.

Целюлозный суперкар

Изготовленный в основном из измельченной древесины, обработанный целлюлозой и термообработанный в химикатах для удаления лигнина и гемицеллюлозы, это очень, легкий и невероятно прочный материал, который пригоден для вторичной переработки.

Как оказалось, из него можно формировать сложные формы, армированные смолой, с помощью технологии литья под давлением. Министерство окружающей среды Японии рассматривает эту технологию как потенциальный способ для автопроизводителей уменьшить их углеродный след.

Проект, предпринятый совместно с Университетом Киото, позволил создать этот довольно угловатый суперкар с использованием большого количества CNF в кузове и салоне. Названный Nanocellulose Vehicle, или NCV, он легче обычного автомобиля примерно на 10 %.

Команда проводит повторные испытания на автомобильных деталях, чтобы удостоверится, что они прослужат в течение длительного срока и соответствуют техническим требованиям для запчастей. Пока команда говорит, что результаты были очень многообещающими, и ряд автопроизводителей, включая подразделения Toyota, исследуют CNF, чтобы определить экономическую целесообразность запуска подобных серийных автомобилей. опубликовано econet.ru по материалам newatlas.com

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Концепт NCV получил кузов из нановолокон целлюлозы

Внешность концепта разработал дизайнер Юдзо Ниими из компании Toyota Customizing. Линии напоминают оригами, создавая у зрителя аллюзии на тему бумажных фигурок.

Двадцать два университета, исследовательских института и компании в 2016 году собрались в консорциум для реализации необычного проекта «наноцеллюлозного автомобиля» (Nano Cellulose Vehicle, NCV). Возглавил работу Киотский университет, от автостроителей подключилась корпорация Toyota Motor в лице своей дочки Toyota Customizing & Development, включающей известные марки Toyota Racing Development и Modellista, а ещё ряд поставщиков автокомпонентов. Результат показан на нынешнем автошоу в Токио.

Автомобиль NCV получил различные части кузова из целлюлозного нановолокна (CNF), от капота до дверей и крыши.

Из CNF также выполнены часть силовой структуры и некоторые элементы внутреннего убранства.

Наноцеллюлозный материал (CNF) был получен из растений и переработанных сельскохозяйственных отходов. Согласно разработанной японцами технологии, компоненты клеточной стенки растений извлекаются путём тонкого разрыхления растительных волокон до наноразмера. После механической и химической обработки получаются волокна с длиной от нескольких нанометров до нескольких десятков нанометров. Такие волокна легче стальных на одну пятую и в пять раз прочнее, они почти не меняют своего размера при перепадах температур. На их базе и создаётся экологически дружественный композит.

Оформление интерьера, конечно, вычурное: от росписи в цветочек до оплётки руля в стиле рукояти катаны. Плюс добавлено дерево. И на этом фоне — камеры вместо зеркал.

Идея всего проекта в целом очень похожа на финский концепт UPM Biofore (композит из целлюлозы плюс термоформованная фанера) и поддерживает такие работы автопроизводителей, как фордовские пластик из томатов и композиты «из текилы», маздовский растительный полимер.

Хотя концепт движется, полноценной машиной его можно считать условно. Это просто демонстратор технологий. Внутри скрыты, по последней моде, водородные топливные элементы, а максималка составляет всего 20 км/ч. Ну, для авто с телепортацией это не страшно.

В ту же копилку можно положить вторичные пластики, полученные путём переработки заброшенных рыболовных сетей в салонах Volvo и Porsche, композит из льна, опять же, у Porsche, волокна хлопка и бамбука в моделях Мазды, кузовные панели из ультратонкой ткани в опытах фирмы EDAG. Цель у всех этих ноу-хау одна — уменьшить зависимость промышленности от ископаемого сырья и наладить новые пути вторичного использования отходов, дабы меньше оставлять мусора природе. Заодно новые материалы могут и вес сэкономить. Японцы не сказали, в каких машинах появится новый композит, но наверняка в Тойотах будущего мы его встретим, пусть не в таком масштабе, как в данном концепте.

Автомобиль ncv из нановолокон целлюлозы, материала нового поколения

Авто­мо­биль­ная про­мыш­лен­ность дви­жет­ся в направ­ле­нии созда­ния более эко­ло­гич­ных авто­мо­би­лей, и огром­ное коли­че­ство элек­тро­мо­би­лей явля­ет­ся дока­за­тель­ством этого.

Про­из­во­ди­те­ли авто­мо­би­лей все­гда ищут более лёг­кие мате­ри­а­лы, так как лег­кий авто­мо­биль озна­ча­ет мень­ший рас­ход топ­ли­ва и элек­тро­энер­гии, в слу­чае элек­тро­мо­би­лей. Авто­мо­биль­ные бата­реи сто­ят доро­го, поэто­му сни­же­ние веса кузо­ва озна­ча­ет, что для пита­ния авто­мо­би­ля потре­бу­ет­ся мень­ше бата­рей, что уде­шев­ля­ет про­из­вод­ство. Япо­ния дви­га­ет­ся к тому, что­бы сде­лать авто­мо­биль лег­че, авто­мо­би­ле­стро­е­ние более эко­ло­гич­ным. В этой ста­тье мы рас­смот­рим мате­ри­ал ново­го поко­ле­ния, сде­лан­ный из нано­во­ло­кон цел­лю­ло­зы и авто­мо­биль, кото­рый был пред­став­лен япон­ца­ми, сде­лан­ный с исполь­зо­ва­ни­ем это­го материала.

Материал нового поколения на основе нановолокна целлюлозы

Один из самых мно­го­чис­лен­ных мате­ри­а­лов на нашей пла­не­те — цел­лю­ло­за. Цел­лю­ло­за извест­на как основ­ной ингре­ди­ент рас­ти­тель­ных воло­кон. CNF (cellulose nanofiber) — это при­род­ное нано­во­лок­но, кото­рое может быть выде­ле­но путём дефи­бра­ции цел­лю­ло­зы из рас­ти­тель­ной био­мас­сы. Нано­во­лок­но цел­лю­ло­зы в изоби­лии встре­ча­ет­ся в дере­вьях, но его мож­но най­ти и в раз­лич­ных рас­те­ни­ях, вклю­чая бам­бук и рис.

CNF пред­став­ля­ет собой пучок нано­во­ло­кон цел­лю­ло­зы. Он может обла­дать раз­лич­ны­ми меха­ни­че­ски­ми свой­ства­ми в зави­си­мо­сти от источ­ни­ка их добычи.

Новый мате­ри­ал полу­ча­ет­ся из рас­ти­тель­ной мас­сы, кото­рая сна­ча­ла раз­мель­ча­ет­ся, а затем очи­ща­ет­ся гомо­ге­ни­за­то­ром для уда­ле­ния нецел­лю­лоз­ных ком­по­нен­тов, таких как лиг­нин. Остав­ши­е­ся цел­лю­лоз­ные волок­на окон­ча­тель­но отде­ля­ют­ся и пере­ра­ба­ты­ва­ют­ся. В ито­ге полу­ча­ет­ся лёг­кий, неве­ро­ят­но проч­ный мате­ри­ал, обла­да­ю­щий гиб­ко­стью и пла­стич­но­стью, при­год­ный для вто­рич­ной переработки.

Нано­во­лок­на могут исполь­зо­вать­ся в раз­лич­ных изде­ли­ях, начи­ная от чер­нил и закан­чи­вая про­зрач­ны­ми дис­пле­я­ми. При­ме­ня­е­мые в самых раз­ных отрас­лях про­мыш­лен­но­сти, ком­по­нен­ты CNF мож­но най­ти в филь­тру­ю­щих мате­ри­а­лах, элек­трон­ных устрой­ствах, про­дук­тах пита­ния, меди­цине, кос­ме­ти­ке, здра­во­охра­не­нии и мно­гом другом.

Использование нано-волокон целлюлозы в автомобилестроении, идея создания автомобиля NCV

Совре­мен­ные авто­мо­би­ли остав­ля­ют после себя зна­чи­тель­ные “угле­род­ные сле­ды”, начи­ная со ста­дии про­из­вод­ства и закан­чи­вая повсе­днев­ным исполь­зо­ва­ни­ем. Обес­по­ко­ен­ное выбро­са­ми и загряз­не­ни­ем окру­жа­ю­щей сре­ды, вызван­ны­ми нынеш­ни­ми авто­мо­би­ля­ми и их соот­вет­ству­ю­щи­ми про­из­вод­ствен­ны­ми про­цес­са­ми, Мини­стер­ство охра­ны окру­жа­ю­щей сре­ды Япо­нии хоте­ло вне­сти свой вклад. Кон­сор­ци­ум, создан­ный этим Мини­стер­ством в 2016 году, в кото­рый вхо­дят иссле­до­ва­те­ли Киот­ско­го уни­вер­си­те­та (Kyoto University), а так­же дру­гих науч­но-иссле­до­ва­тель­ских инсти­ту­тов и ком­па­ний, рабо­та­ет над тем, как исполь­зо­вать один из основ­ных ресур­сов стра­ны – дре­ве­си­ну, в каче­стве мате­ри­а­ла, исполь­зу­е­мо­го при созда­нии частей кузо­ва и сало­на авто­мо­би­ля. Этот мате­ри­ал лег­ко досту­пен и обла­да­ет пре­иму­ще­ством, заклю­ча­ю­щим­ся в эко­ло­гич­но­сти его производстватом.

В то вре­мя как нано­во­лок­на CNF уже исполь­зу­ют­ся в неко­то­рых про­дук­тах, его при­ме­не­ние в про­из­вод­стве авто­мо­би­лей ста­ло воз­мож­ным толь­ко бла­го­да­ря так назы­ва­е­мо­му “Киот­ско­му про­цес­су”, назван­но­му по име­ни уни­вер­си­те­та, учё­ные кото­ро­го при­ни­ма­ли уча­стие в раз­ра­бот­ке мате­ри­а­ла ново­го поко­ле­ния. В рам­ках это­го про­цес­са, полу­чен­ные из дере­ва нано­во­лок­на сме­ши­ва­ют­ся с раз­лич­ны­ми тер­мо­пла­сти­ка­ми: поли­эти­ле­ном ( PE ), поли­про­пи­ле­ном ( PP ), поли­ви­нил­хло­ри­дом ( PVC ), поли­сти­ро­лом ( PS ), акри­ло­нит­рил­бу­та­ди­ен­сти­ро­лом ( ABS ), поли­кар­бо­на­том ( PC ). Этот про­цесс уве­ли­чи­ва­ет меха­ни­че­скую проч­ность материала.

В каче­стве демон­стра­ции тех­но­ло­гии появи­лась идея созда­ния авто­мо­би­ля, в кото­ром при­ме­ня­ют­ся мате­ри­а­лы из нано­во­ло­кон цел­лю­ло­зы. Авто­мо­биль назва­ли NCV — Nano Cellulose Vehicle (нано-цел­лю­лоз­ное транс­порт­ное средство).

Цель созда­ния и демон­стра­ции авто­мо­би­ля NCV заклю­ча­ет­ся в том, что­бы цел­лю­лоз­ные нано­во­лок­на CNF ста­ли новым важ­ным про­из­вод­ствен­ным мате­ри­а­лом для авто­мо­би­лей, посколь­ку он ока­зы­ва­ет мень­шее воз­дей­ствие на окру­жа­ю­щую сре­ду, чем дру­гие мате­ри­а­лы, и в то же вре­мя обла­да­ет высо­ки­ми экс­плу­а­та­ци­он­ны­ми характеристиками.

По дан­ным япон­ских иссле­до­ва­те­лей и про­из­во­ди­те­лей авто ком­по­нен­тов, участ­ву­ю­щих в про­ек­те, CNF до пяти раз проч­нее ста­ли, при этом в пять раз её лег­че. Это боль­шое дости­же­ние, учи­ты­вая, что авто­про­из­во­ди­те­ли уже сей­час гонят­ся за тем, что­бы сде­лать свои авто­мо­би­ли лег­че без ущер­ба для прочности.

Самым боль­шим пре­пят­стви­ем для внед­ре­ния этих новых мате­ри­а­лов в авто­мо­би­ли явля­ет­ся сто­и­мость их про­из­вод­ства. Цена авто­мо­биль­но­го сталь­но­го листа, как пра­ви­ло, варьи­ру­ет­ся от дол­ла­ра до несколь­ких дол­ла­ров за кило­грамм, CNF пока сто­ит до 90 дол­ла­ров за кило­грамм. Но более стро­гие эко­ло­ги­че­ские пра­ви­ла и стрем­ле­ние к сни­же­нию выбро­сов угле­кис­ло­го газа могут сде­лать про­из­вод­ство ново­го мате­ри­а­ла жиз­не­спо­соб­ным. К при­ме­ру, угле­во­лок­но сто­ит в 10–20 раз доро­же сталь­но­го листа, оно исполь­зу­ет­ся, пото­му что весит при­мер­но чет­верть от ста­ли и в 10 раз проч­нее. По срав­не­нию с угле­пла­сти­ком, обла­да­ю­щим ана­ло­гич­ны­ми харак­те­ри­сти­ка­ми, CNF име­ет пре­иму­ще­ство в том, что его мож­но пере­ра­ба­ты­вать, так как цел­лю­лоз­ные нано­во­лок­на настоль­ко малы, что они не раз­ру­ша­ют­ся меха­ни­че­ски в про­цес­се переработки.

CNF может исполь­зо­вать­ся при про­из­вод­стве неко­то­рых дета­лей кузо­ва и инте­рье­ра, сни­жая вес дета­лей до 50% и умень­шая общий вес авто­мо­би­ля более чем на 10%. Более лег­кий авто­мо­биль будет иметь более быст­рое уско­ре­ние и более высо­кие скорости.

Коман­да созда­те­лей авто­мо­би­ля NCV про­во­дит повтор­ные испы­та­ния дета­лей авто­мо­би­ля, кото­рые они изго­то­ви­ли, что­бы убе­дить­ся в их изно­со­стой­ко­сти, проч­но­сти и соот­вет­ствия спе­ци­фи­ка­ци­ям мате­ри­а­лов для авто­мо­биль­ных дета­лей. Пока резуль­та­ты полу­ча­ют­ся мно­го­обе­ща­ю­щи­ми. CNF срав­ним по проч­но­сти и лёг­ко­сти с углеволокном.

Несмот­ря на все пре­иму­ще­ства мате­ри­а­ла из CNF , авто­мо­биль­ные экс­пер­ты счи­та­ют, что более тра­ди­ци­он­ные облег­чён­ные мате­ри­а­лы, такие как алю­ми­ний и угле­пла­стик, оста­нут­ся наи­бо­лее попу­ляр­ны­ми аль­тер­на­ти­ва­ми ста­ли в тече­ние бли­жай­ше­го вре­ме­ни. Мате­ри­ал ново­го поко­ле­ния, сде­лан­ный из CNF , пока не явля­ет­ся ком­мер­че­ски жиз­не­спо­соб­ным. Тре­бу­ет­ся най­ти воз­мож­ность мак­си­маль­но сни­зить сто­и­мость его производства.

Автомобиль NCV

Авто­мо­биль NCV не про­то­тип и тем более не супер­кар. Это кон­цепт, создан­ный для демон­стра­ции тех­но­ло­гии изго­тов­ле­ния дета­лей авто­мо­би­ля из мате­ри­а­ла ново­го поко­ле­ния на осно­ве нано-цел­лю­лоз­ных воло­кон CNF (cellulose nanofiber), полу­чен­ных из дре­вес­ной мас­сы. CNF исполь­зу­ет­ся в кузо­ве авто­мо­би­ля (кры­ша, капот, крыш­ка багаж­ни­ка, две­ри), но и в его сило­вой конструкции.

Про­ект NCV дебю­ти­ро­вал на Токий­ском авто­са­лоне ( TMS ) Future Expo в 2019 году. На выстав­ке одной из тен­ден­ций было ста­вить под сомне­ние тра­ди­ци­он­ный спо­соб про­из­вод­ства, предо­став­ляя воз­мож­но­сти, кото­рые могут пред­ло­жить новые тех­но­ло­гии. Лого­тип авто­мо­би­ля NCV при­над­ле­жит Мини­стер­ству окру­жа­ю­щей сре­ды Япо­нии. Про­ект финан­си­ро­вал­ся этим мини­стер­ством и осу­ществ­лял­ся в рам­ках сотруд­ни­че­ства меж­ду япон­ским пра­ви­тель­ством, иссле­до­ва­те­ля­ми, авто­про­из­во­ди­те­ля­ми и сери­ей из 22 ком­па­ний, кото­рые поста­ви­ли раз­лич­ные компоненты.

Тот факт, что NCV эко­ло­гич­ный, не явля­ет­ся самым впе­чат­ля­ю­щим дости­же­ни­ем авто­мо­би­ля. Он лег­че и проч­нее сталь­ных авто. Мате­ри­ал из нано-цел­лю­лоз­ных воло­кон на 1/5 лег­че ста­ли и в 5 раз проч­нее её. Это отлич­ная аль­тер­на­ти­ва сталь­ных дета­лей авто­мо­би­ля. Это озна­ча­ет, что для обес­пе­че­ния доста­точ­ной тяги NCV тре­бу­ет­ся мень­шая мощность.

Про­из­вод­ствен­ный про­цесс зна­чи­тель­но сокра­ща­ет выбро­сы угле­кис­ло­го газа, обыч­но свя­зан­ные с про­из­вод­ством авто­мо­би­лей. А когда авто­мо­биль уста­ре­ет или выво­дит­ся из экс­плу­а­та­ции, все пане­ли кузо­ва из нано­ма­те­ри­а­ла могут быть пере­ра­бо­та­ны для даль­ней­ше­го использования.

Конеч­но, маши­на не пол­но­стью сде­ла­на из мате­ри­а­ла ново­го поко­ле­ния, в авто­мо­би­ле так­же исполь­зу­ют­ся тра­ди­ци­он­ные мате­ри­а­лы, такие как металл, стек­ло, рези­на и пластик.

Конструкция автомобиля, кузов, дизайн

Нано­во­лок­на CNF широ­ко исполь­зу­ют­ся в кон­струк­ции кузо­ва, две­рей, капо­та крыш­ки багаж­ни­ка, кры­ши авто­мо­би­ля NCV . Неко­то­рые дета­ли в авто­мо­би­ле состо­ят из 10–20% нано­во­ло­кон CNF , а есть дета­ли, изго­тов­лен­ные из 100% это­го ком­по­зи­та. Посколь­ку раз­мер цел­лю­лоз­ных нано­во­ло­кон мень­ше дли­ны вол­ны види­мо­го све­та, ком­по­зит мож­но сде­лать про­зрач­ным, что было так­же про­де­мон­стри­ро­ва­но на выставке.

Схе­ма кон­струк­ции кузо­ва авто­мо­би­ля NCV , пока­зы­ва­ю­щая какие части кузо­ва были сде­ла­ны с исполь­зо­ва­ни­ем нано­во­лок­на CNF .

Бла­го­да­ря исполь­зо­ва­нию цел­лю­лоз­ных нано­во­ло­кон вес авто­мо­би­ля может быть сни­жен на 20 про­цен­тов”, — пояс­нил про­фес­сор Киот­ско­го уни­вер­си­те­та Хиро­ю­ки Яно, кото­рый руко­во­дит иссле­до­ва­ни­я­ми в обла­сти цел­лю­лоз­ных нано­во­ло­кон. “Кро­ме того, топ­лив­ная эффек­тив­ность авто­мо­би­ля повы­ша­ет­ся на 10 про­цен­тов, что так­же спо­соб­ству­ет сокра­ще­нию выбро­сов CO2 ”.

Министр окру­жа­ю­щей сре­ды Син­дзи­ро Коид­зу­ми, при­сут­ство­вав­ший на авто­вы­став­ке, не мог удер­жать­ся от ком­мен­та­рия, когда он попы­тал­ся под­нять капот авто­мо­би­ля. “Это был пер­вый раз, когда я под­нял капот авто­мо­би­ля толь­ко одной рукой!” вос­клик­нул он.

Дизайн кузо­ва кон­цеп­та NCV был раз­ра­бо­тан Юдзо Нии­ми (Yuzo Niimi) из под­раз­де­ле­ния Toyota Customizing & Development. NCV выгля­дит как супер­кар с вер­ти­каль­но откры­ва­ю­щи­ми­ся две­ря­ми и пря­мы­ми лини­я­ми кузо­ва, напо­ми­ная Lamborghini и Acura NSX .

Тех­ни­че­ские характеристики

Ника­ких тех­ни­че­ских дета­лей кон­цеп­та NCV не было обна­ро­до­ва­но. Есть лишь пред­по­ло­же­ния, что он рабо­та­ет на водо­род­ном топ­ли­ве, либо от элек­три­че­ства. Несмот­ря на то, что авто­мо­биль выгля­дит так, буд­то он готов ездить на мак­си­маль­ных ско­ро­стях, в насто­я­щее вре­мя он раз­ви­ва­ет ско­рость все­го лишь в 12 миль/ч, доста­точ­ную, что­бы заехать на выстав­ку и вер­нуть­ся обрат­но в лабо­ра­то­рию. Основ­ное вни­ма­ние уде­ля­лось, в первую оче­редь, тому, что­бы сде­лать его из эко­ло­ги­че­ски чистых мате­ри­а­лов, а не тех­ни­че­ским характеристикам.

Салон

Инте­рьер эко­ло­гич­но­го авто­мо­би­ля име­ет тра­ди­ци­он­ную япон­скую эсте­ти­ку, с белы­ми сиде­нья­ми в сти­ле кимо­но, руле­вым коле­сом, покры­тым оплёт­кой в сти­ле руч­ки ката­ны, при­бор­ной пане­лью из нату­раль­но­го дере­ва, и золо­тым цве­точ­ным узо­ром, види­мым в несколь­ких местах салона.

Какие ещё компании используют целлюлозное нановолокно?

До сих пор раз­ра­бот­ка ком­по­зи­тов на осно­ве CNF в зна­чи­тель­ной сте­пе­ни была пре­ро­га­ти­вой про­из­во­ди­те­лей бума­ги. Раз­ра­бот­ка CNF нача­лась в 2000‑х годах. Daio и Nippon Paper Industries осу­ществ­ля­ют тесто­вое про­из­вод­ство мате­ри­а­ла с 2013 года.

Сей­час гон­ка по раз­ра­бот­ке новых мате­ри­а­лов для авто­мо­би­лей наби­ра­ет обо­ро­ты сре­ди про­из­во­ди­те­лей хими­че­ской и бумаж­ной про­дук­ции в Япо­нии, так как авто­про­из­во­ди­те­ли ищут спо­со­бы сде­лать свою про­дук­цию более эко­но­мич­ной и эко­ло­ги­че­ски чистой. К при­ме­ру, япон­ская бумаж­ная ком­па­ния Oji Holdings раз­ра­ба­ты­ва­ет мате­ри­ал, состо­я­щий из смол и CNF . По мере раз­ви­тия тех­но­ло­гии в неё будет вовле­кать­ся всё боль­ше компаний.

• Toyota Boshoku, япон­ский про­из­во­ди­тель авто­мо­биль­ных ком­по­нен­тов. Явля­ет­ся чле­ном груп­пы ком­па­ний Toyota. Они раз­ра­бо­та­ли про­то­тип двер­ной кар­ты авто­мо­биль­но­го сало­на, изго­тов­лен­ный из ком­по­зи­та CNF .
• В две­рях и капо­те неко­то­рых гоноч­ных авто­мо­би­лей в Япо­нии исполь­зу­ет­ся мате­ри­ал на осно­ве нано­во­ло­кон цел­лю­ло­зы ком­па­нии Daio Paper. Дан­ная ком­па­ния наде­ет­ся в буду­щем исполь­зо­вать тех­но­ло­гию в серий­ных автомобилях.
• Weyerhaeuser (аме­ри­кан­ская лесо­про­мыш­лен­ная ком­па­ния) сотруд­ни­ча­ет с Ford в тече­ние послед­них трёх лет, что­бы раз­ра­бо­тать спо­со­бы исполь­зо­ва­ния цел­лю­лоз­но­го волок­на в более лег­ких частях, кото­рые могут заме­нить тра­ди­ци­он­ные пла­сти­ки автомобиля.
• Furukawa Electric раз­ра­бо­та­ла новую тех­но­ло­гию про­из­вод­ства недо­ро­гих цел­лю­лоз­ных ком­по­зи­тов из нано­во­ло­кон с целью заме­ны доро­го­сто­я­щих ком­по­зи­тов. Ком­па­ния наде­ет­ся умень­шить сто­и­мость про­из­вод­ства мате­ри­а­лов из нано­цел­лю­лоз­ных воло­кон, делая про­цесс изго­тов­ле­ния одно­ста­дий­ным, сме­ши­вая нано­цел­лю­лоз­ные волок­на и смо­лу вме­сте с добав­ка­ми в экс­тру­де­ре, исполь­зуя те же тех­но­ло­гии пере­ра­бот­ки смо­лы, кото­рые он исполь­зу­ет для изго­тов­ле­ния про­во­лоч­ных кабе­лей. Ком­па­ния Furukawa наме­ре­на исполь­зо­вать свои ком­по­зи­ты CNF для внут­рен­ней отдел­ки авто­мо­би­лей, ком­по­нен­тов элек­тро­ни­ки и наруж­ных пане­лей кузова.

Концепт NCV получил кузов из нановолокон целлюлозы

Внешность концепта разработал дизайнер Юдзо Ниими из компании Toyota Customizing. Линии напоминают оригами, создавая у зрителя аллюзии на тему бумажных фигурок.

Двадцать два университета, исследовательских института и компании в 2016 году собрались в консорциум для реализации необычного проекта «наноцеллюлозного автомобиля» (Nano Cellulose Vehicle, NCV). Возглавил работу Киотский университет , от автостроителей подключилась корпорация Toyota Motor в лице своей дочки Toyota Customizing & Development, включающей известные марки Toyota Racing Development и Modellista, а ещё ряд поставщиков автокомпонентов. Результат показан на нынешнем автошоу в Токио .

Автомобиль NCV получил различные части кузова из целлюлозного нановолокна (CNF), от капота до дверей и крыши.

Из CNF также выполнены часть силовой структуры и некоторые элементы внутреннего убранства.

Наноцеллюлозный материал (CNF) был получен из растений и переработанных сельскохозяйственных отходов. Согласно разработанной японцами технологии, компоненты клеточной стенки растений извлекаются путём тонкого разрыхления растительных волокон до наноразмера. После механической и химической обработки получаются волокна с длиной от нескольких нанометров до нескольких десятков нанометров. Такие волокна легче стальных на одну пятую и в пять раз прочнее, они почти не меняют своего размера при перепадах температур. На их базе и создаётся экологически дружественный композит.

Оформление интерьера, конечно, вычурное: от росписи в цветочек до оплётки руля в стиле рукояти катаны. Плюс добавлено дерево. И на этом фоне — камеры вместо зеркал.

Идея всего проекта в целом очень похожа на финский концепт UPM Biofore (композит из целлюлозы плюс термоформованная фанера) и поддерживает такие работы автопроизводителей, как фордовские пластик из томатов и композиты «из текилы», маздовский растительный полимер.

Хотя концепт движется, полноценной машиной его можно считать условно. Это просто демонстратор технологий. Внутри скрыты, по последней моде, водородные топливные элементы, а максималка составляет всего 20 км/ч. Ну, для авто с телепортацией это не страшно.

В ту же копилку можно положить вторичные пластики, полученные путём переработки заброшенных рыболовных сетей в салонах Volvo и Porsche, композит из льна, опять же, у Porsche, волокна хлопка и бамбука в моделях Мазды, кузовные панели из ультратонкой ткани в опытах фирмы EDAG. Цель у всех этих ноу-хау одна — уменьшить зависимость промышленности от ископаемого сырья и наладить новые пути вторичного использования отходов, дабы меньше оставлять мусора природе. Заодно новые материалы могут и вес сэкономить. Японцы не сказали, в каких машинах появится новый композит, но наверняка в Тойотах будущего мы его встретим, пусть не в таком масштабе, как в данном концепте.

Концепт NCV получил кузов из нановолокон целлюлозы

Toyota ›
Концепт NCV получил кузов из нановолокон целлюлозы

,
2 часа назад. Фото: Nano Cellulose Vehicle Project, Carscoop

Внешность концепта разработал дизайнер Юдзо Ниими из компании Toyota Customizing. Линии напоминают оригами, создавая у зрителя аллюзии на тему бумажных фигурок.

Двадцать два университета, исследовательских института и компании в 2016 году собрались в консорциум для реализации необычного проекта «наноцеллюлозного автомобиля» (Nano Cellulose Vehicle, NCV). Возглавил работу Киотский университет, от автостроителей подключилась корпорация Toyota Motor в лице своей дочки Toyota Customizing & Development, включающей известные марки Toyota Racing Development и Modellista, а ещё ряд поставщиков автокомпонентов. Результат показан на нынешнем автошоу в Токио.

Автомобиль NCV получил различные части кузова из целлюлозного нановолокна (CNF), от капота до дверей и крыши.

Из CNF также выполнены часть силовой структуры и некоторые элементы внутреннего убранства.

Наноцеллюлозный материал (CNF) был получен из растений и переработанных сельскохозяйственных отходов. Согласно разработанной японцами технологии, компоненты клеточной стенки растений извлекаются путём тонкого разрыхления растительных волокон до наноразмера. После механической и химической обработки получаются волокна с длиной от нескольких нанометров до нескольких десятков нанометров. Такие волокна легче стальных на одну пятую и в пять раз прочнее, они почти не меняют своего размера при перепадах температур. На их базе и создаётся экологически дружественный композит.

Оформление интерьера, конечно, вычурное: от росписи в цветочек до оплётки руля в стиле рукояти катаны. Плюс добавлено дерево. И на этом фоне — камеры вместо зеркал.

Идея всего проекта в целом очень похожа на финский концепт UPM Biofore (композит из целлюлозы плюс термоформованная фанера) и поддерживает такие работы автопроизводителей, как фордовские пластик из томатов и композиты «из текилы», маздовский растительный полимер.

Хотя концепт движется, полноценной машиной его можно считать условно. Это просто демонстратор технологий. Внутри скрыты, по последней моде, водородные топливные элементы, а максималка составляет всего 20 км/ч. Ну, для авто с телепортацией это не страшно.

В ту же копилку можно положить вторичные пластики, полученные путём переработки заброшенных рыболовных сетей в салонах Volvo и Porsche, композит из льна, опять же, у Porsche, волокна хлопка и бамбука в моделях Мазды, кузовные панели из ультратонкой ткани в опытах фирмы EDAG. Цель у всех этих ноу-хау одна — уменьшить зависимость промышленности от ископаемого сырья и наладить новые пути вторичного использования отходов, дабы меньше оставлять мусора природе. Заодно новые материалы могут и вес сэкономить. Японцы не сказали, в каких машинах появится новый композит, но наверняка в Тойотах будущего мы его встретим, пусть не в таком масштабе, как в данном концепте.

Поделиться
Поделиться
Лайкнуть
Твитнуть
Отправить

News and test-drives › Концепт NCV получил кузов из нановолокон целлюлозы

Двадцать два университета, исследовательских института и компании в 2016 году собрались в консорциум для реализации необычного проекта «наноцеллюлозного автомобиля» (Nano Cellulose Vehicle, NCV). Возглавил работу Киотский университет, от автостроителей подключилась корпорация Toyota Motor в лице своей дочки Toyota Customizing & Development, включающей известные марки Toyota Racing Development и Modellista, а ещё ряд поставщиков автокомпонентов. Результат показан на нынешнем автошоу в Токио.

Наноцеллюлозный материал (CNF) был получен из растений и переработанных сельскохозяйственных отходов. Согласно разработанной японцами технологии, компоненты клеточной стенки растений извлекаются путём тонкого разрыхления растительных волокон до наноразмера. После механической и химической обработки получаются волокна с длиной от нескольких нанометров до нескольких десятков нанометров. Такие волокна легче стальных на одну пятую и в пять раз прочнее, они почти не меняют своего размера при перепадах температур. На их базе и создаётся экологически дружественный композит.

Идея всего проекта в целом очень похожа на финский концепт UPM Biofore (композит из целлюлозы плюс термоформованная фанера) и поддерживает такие работы автопроизводителей, как фордовские пластик из томатов и композиты «из текилы», маздовский растительный полимер.

В ту же копилку можно положить вторичные пластики, полученные путём переработки заброшенных рыболовных сетей в салонах Volvo и Porsche, композит из льна, опять же, у Porsche, волокна хлопка и бамбука в моделях Мазды, кузовные панели из ультратонкой ткани в опытах фирмы EDAG. Цель у всех этих ноу-хау одна — уменьшить зависимость промышленности от ископаемого сырья и наладить новые пути вторичного использования отходов, дабы меньше оставлять мусора природе. Заодно новые материалы могут и вес сэкономить. Японцы не сказали, в каких машинах появится новый композит, но наверняка в Тойотах будущего мы его встретим, пусть не в таком масштабе, как в данном концепте.

Леонид Попов, October 29, 2019 at 05:49PM. Фото: Nano Cellulose Vehicle Project, Carscoop