Tương lai xe Toyota có thể làm từ gỗ

 

Các nhà nghiên cứu và sản xuất phụ tùng Nhật Bản cho biết một vật liệu làm từ bột giấy có trọng lượng chỉ bằng một phần năm thép nhưng sức mạnh thì gấp 5 lần.

 

Vật liệu sợi nano cellulose có thể trở thành sự lựa chọn thay thế cho thép trong những thập kỷ tới, mặc dù phải đối mặt với sự cạnh tranh từ vật liệu carbon, và còn lâu mới có thể thương mại hóa rộng rãi.

 

Giảm trọng lượng xe rất quan trọng khi các nhà sản xuất đang đi vào xu hướng đưa xe điện lên làm sản phẩm chủ đạo. Pin tốn kém nhưng quan trọng, do đó, việc giảm trọng lượng xe sẽ đồng nghĩa với việc pin ít chịu sức tải của xe hơn, do đó tiết kiệm chi phí hơn.

 

Masanori Matsushiro, Giám đốc dự án thiết kế thân xe của Toyota, cho hay: Trọng lượng nhẹ là một vấn đề mà chúng tôi luôn phải đối mặt. Nhưng chúng tôi cũng phải giải quyết một vấn đề khác là chi phí sản xuất cao trước khi có thể đưa vật liệu mới nhẹ hơn vào sản xuất đại trà.

 

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Kyoto và các nhà cung cấp phụ tùng chính như Denso, nhà cung cấp lớn nhất của Toyota và DaikyoNishikawa, đang cố kết hợp chất dẻo với sợi nano cellulose, bằng cách phá vỡ các sợi bột gỗ thành hàng trăm micron (đơn vị tương đương một phần nghìn mm).

 

Sợi nano cellulose đã được sử dụng trong nhiều sản phẩm khác nhau, từ mục in đến màn hình trong suốt. Nhưng việc ứng dụng vào trong xe hơi vẫn còn đang trong giai đoạn nghiên cứu, dưới dự án “Quy trình Kyoto”, theo đó các sợi gỗ được xử lý hóa học, được nhào trộn thành chất dẻo và tái cấu trúc ở cấp độ nano, cắt giảm chi phí sản xuất xuống gần một phần năm so với các quy trình khác.

 

 

Hiroaki Yano, Giáo sư Đại học Kyoto, nói với Reuters: “Đây là quy trình làm nano cellulose với chi phí thấp nhất mà hiệu quả cao nhất. Đó là lý do vì sao chúng tôi muốn đưa nó vào sản xuất phụ tùng ôtô và máy bay.”

 

Các nhà nghiên cứu cùng các nhà cung cấp phụ tùng ôtô hiện đang phát triển một mẫu xe sử dụng các bộ phận từ nano cellulose, dự kiến sẽ hoàn thành vào năm 2020.

 

Yukihiko Ishino, phát ngôn viên của DaikyoNishikawa (là đối tác với Toyota Motor và Mazda Motor), cho biết: “Chúng tôi đang thử sử dụng chất dẻo làm chất thay thế cho thép. Chúng tôi kỳ vọng rằng nano cellulose sẽ mở rộng khả năng đó.”

 

Các nhà sản xuất ô tô còn sử dụng các vật liệu nhẹ thay thế khác. BMW sử dụng sợi carbon gia cường kết cấu (CFRP) trên dòng xe điện i3 cũng như 7 series của mình, trong khi thépđộ bền cao (high-tensile steel) và hợp kim nhôm hiện là lựa chọn nhẹ nhất được sử dụng rộng rãi vì chúng rẻ và có thể tái chế.

 

 

Yano cho biết ông lấy cảm hứng từ bức ảnh Spruce Goose(Tạm dịch: Ngỗng vân sam), biệt danh của chiếc máy bay chở hàng gần như bằng gỗ hoàn toàn xuất hiện vào năm 1947 bởi tỷ phú Mỹ Howard Hughes. Nó là chiếc máy bay lớn nhất thế giới khi ấy. “Nếu Howard Hughes có thể dùng gỗ chế tạo ra một chiếc máy bay không lồ, thì tại sao lại không thể sử dụng gổ để tạo ra một vật liệu bền như thép.”

 

 

Tuy nhiên, chi phí sản xuất một kg nano cellulose hiện vào khoảng 1.000 Yen (9 USD). Yano dự định giảm một nửa chi phí vào năm 2030, trở thành một vật liệu có sức cạnh tranh với thép độ bền cao và hợp kim nhôm, hiện đang có chi phí sản xuất vào khoảng 2 USD/kg. Còn các chuyên gia trong ngành ước tính giá sợi carbon sẽ giảm xuống 10 USD/kg vào năm 2025.

 

Giới phân tích cho rằng thép độ bền cao và hợp kim nhôm sẽ ngày càng phổ biến trong nhiều năm tới, khi nhà sản xuất phụ tùng phải thay đổi dây chuyền sản xuất, tìm cách để đưa vật liệu mới như nano cellulose vào các bộ phận của ôtô.

 

Nhà phân tích Anthony Vicari của Lux Research ở Boston (Mỹ) nói rằng đây sẽ là một thương vụ lớn, nếu tính toán của Yano là chính xác. Nhưng ông cũng lưu ý rằng, đó là “nếu”.