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一辆完全由可回收和可再生材料制成的 Formula 3 赛车可能预示着汽车行业的未来发展方向。至少,这是英国一些研究人员的希望,他们制造了 WorldFirst,这是一款非同寻常的汽车,主要使用回收塑料水和果汁瓶、马铃薯淀粉、胡萝卜纤维以及通常在回收或堆肥箱中找到的其他材料制成。
这辆汽车的最高时速达到 238 公里,自 4 月份首次从实验室推出以来,已行驶超过 800 公里用于测试和演示。WorldFirst 在英国肯特郡的 Brands Hatch 赛车场进行了测试,由专业赛车手 Aaron Steele 驾驶。
英国华威大学华威创新制造研究中心 (WIMRC) 的工程师制造这辆汽车,是为汽车和医疗保健行业开发符合可持续发展目标的新材料的更大项目的一部分。WIMRC 生物材料工程师兼 WorldFirst 项目经理 James Meredith 表示,WorldFirst 赛车也是对赛车运动中两个新兴趋势的回应:人们对更环保的赛车方式的兴趣,以及组建一支有竞争力的 Formula 1 赛车队的成本不断攀升,导致一些赞助商望而却步。(Formula 3 比赛通常被认为是车手希望参加 Formula 1 比赛的垫脚石。)
WorldFirst 汽车是一辆原理验证车,表明使用回收和再利用的材料制造一辆功能正常的汽车是可能的。Meredith 说:“选择使用哪些材料是基于这些材料的易加工性、我们需要制造的零件的形状以及所需的机械性能。” 回收碳纤维用于汽车的大型部件,例如发动机罩。亚麻和麻纤维用于简单的部件,例如用于改善空气动力学的导流板和围裙板。汽车的其他主要部件由碳纤维和玻璃纤维制成。
方向盘的外部部件由 Curran 制成,Curran 是一种由苏格兰 CelluComp 公司生产并从胡萝卜和其他根类蔬菜中提取的聚合物。Meredith 说,Curran 的特性与玻璃或碳纤维增强聚合物的特性相似。驾驶员座椅的内部由大豆基泡沫制成,而座套由亚麻制成的织物组成。
轮胎仍然由橡胶制成,尽管轮胎制造商 Avon Tyres(固特异轮胎橡胶公司的子公司)声称,它正在努力消除轮胎中最大的有毒污染物之一,即多环芳烃 (PAH),PAH 用于帮助软化橡胶。从不当处置的旧轮胎中渗出的 PAH 会污染土壤和水,并且这种化合物在轮胎火灾中会变成空气传播。
WorldFirst 赛车使用从巧克力脂肪中提取的生物柴油。Meredith 指出,用于此目的的巧克力脂肪实际上是食品工业中的废料。“无论何时你燃烧用废料制成的生物柴油,”他说,“都可以认为它是碳中和的。”
散热器涂有 PremAir,这是一种催化剂材料,可以将汽车排放物中的臭氧部分转化为氧气——这是非常理想的,因为在地面臭氧是一种污染物。
这辆车中的材料有多坚固和耐用?“就其耐用性而言——我们仍在研究中,”Meredith 说。“到目前为止,我们制造的所有零件仍然坚固耐用。天然纤维很可能对天气影响的抵抗力较低,因为如果暴露在潮湿环境中,纤维会吸收水分然后降解。回收碳纤维和带有回收树脂的玻璃纤维应具有与标准材料相同的耐久性。”
多伦多大学生物复合材料和生物材料加工中心林业学教授 Mohini Sain 说,源自各种植物的生物纤维组件已经用于一些非赛车汽车组件中。一些制造商在门板、控制台、轮胎罩和地垫中使用生物材料。Sain 说,最终,随着技术的进步,生物材料将将用于更大的组件中,Sain 没有参与 WorldFirst 项目。目前,一些生物纤维材料的性能与玻璃纤维一样好,而且密度更小。Sain 指出,生物纤维在暴露于潮湿环境时确实会分解,但纤维涂有树脂和塑料以抵抗这种情况。
Meredith 预测这辆车的寿命应该与任何其他赛车一样长,他说:“天然纤维部件的寿命很长,尽管它们的耐候性似乎不如现有材料。” 他补充说,最后,“理想情况下,所有天然纤维产品都可以粉碎并堆肥,碳纤维部件可以再次回收——尽管会略有降解。”