科学家利用植物而非石油制造碳纤维

碳纤维是材料中的超人。它的强度是钢的五倍，重量却只是钢的一小部分，从网球拍、高尔夫球杆、自行车、风力涡轮机叶片、客机到一级方程式赛车，碳纤维的应用非常广泛。但有一个问题：碳纤维是由石油和其他昂贵的原料制成的，因此最终产品价格非常昂贵。这就是为什么碳纤维出现在赛车上，但很少出现在小型货车上的原因。这种情况可能会改变。科学家表示，很快就能用植物而不是石油来制造碳纤维，从而降低成本，使这种材料更广泛地用于汽车、飞机和其他交通工具。碳纤维是由一种叫做丙烯腈的化学物质制成的。目前，生产商用石油、氨、氧气和昂贵的催化剂来制造丙烯腈。该过程会产生大量热量并产生有毒副产品。而且，由于丙烯腈是由石油制成的，碳纤维的成本往往会随着油价的涨跌而涨跌。

美国国家可再生能源实验室的团队负责人、最近一篇详细介绍这项研究的论文的合著者格雷格·贝克汉姆说：“过去丙烯腈的价格波动很大，这反过来导致碳纤维在制造汽车和飞机时的应用率较低。”“如果你能通过提供一种新的丙烯腈原料来稳定丙烯腈的价格，”他补充说，“我们也许能够制造出更便宜的碳纤维。”

贝克汉姆和美国国家可再生能源实验室的研究人员开发出一种利用植物（即玉米秸秆和麦秸等人类无法食用的部分）生产丙烯腈的新工艺。科学家将这些材料分解成糖，糖被转化成酸，并与廉价的催化剂结合生成丙烯腈。该过程不会产生多余的热量，也不会产生有毒副产品。

科学家认为，这种基于植物的工艺可以扩大规模并用于制造业。研究人员目前正在与几家公司合作，生产大量丙烯腈，这些丙烯腈将被转化为碳纤维并测试用于汽车。通过降低碳纤维的价格，科学家可以帮助车主从长远来看节省资金。用碳纤维制成的汽车比用钢制成的汽车更轻。因此，它们需要更少的燃料来行驶相同的距离，帮助司机节省汽油，同时减少导致地球变暖的碳污染。

科学家们正在尝试用植物来制造石油产品。毕竟，石油是由史前植物制成的，这些植物被埋藏并承受了数百万年的高温和高压。研究人员正试图绕过中间人——直接从植物中提取所需的化学物质，减少我们对石油的依赖。

“我们将进行更多基础研究，”贝克汉姆说。“除了扩大丙烯腈的生产规模，我们还很高兴能利用这种强大、稳定的化学物质来制造其他日常材料。”

Jeremy Deaton 为 Nexus Media 撰稿，这是一家涵盖气候、能源、政策、艺术和文化的联合新闻通讯社。您可以通过 @deaton_jeremy 关注他。