汽车制造商们的植物机械玩具：“好吃”的汽车

　　你一定不知道，在汽车这个工业时代诞生的机械玩具里，现在却隐藏着许多植物的身影：汽车座椅垫、靠背和车顶棚含有大豆发泡材料；汽车的塑料配件中有玉米、甜菜和甘蔗糖分的生物降解成分；蒲公英根部渗出的乳白色物质用于包括杯托、车地板垫、内饰条等橡胶制品；而椰子壳中的天然纤维—椰棕则用于座椅饰件、中控台、车身底板等塑料零件的加强件中……

　　作为率先开始使用大豆的汽车制造商，福特汽车公司在生物材料应用上的历史可以追溯到亨利·福特时代。当时，一群美国农民主动找到福特公司，期望为获得丰收的大豆寻找新的用途。1920年，福特开始研究大豆在汽车上的应用。大豆蛋白质是榨油后留存的副产品，通常用作制成饲料喂养家禽。福特研究人员另辟蹊径，通过化学反应将大豆蛋白质开发为大豆基的聚氨酯泡沫，并填充到了汽车坐垫上。

　　目前，福特全球超过500万辆车里使用大豆发泡材料。譬如，每辆福特锐界车型中约使用9公斤大豆发泡材料。在福特北美市场，近75%的福特车型中使用了基于大豆材料的头枕。相当于每一辆福特汽车中应用约31000多粒大豆。

　　相比石化材料，基于大豆的泡沫材料具有同样的耐用性能，却更加环保。福特在使用大豆泡沫座椅垫后，每年对石化燃料的使用减少了约45万公斤，同时每年二氧化碳排放减少了约91万公斤。

　　点子漏斗

　　能源理想主义者从未停止寻找矿物燃料的替代品。在福特的可再生、可持续的材料开发之前有很多“点子”，它们来自人们的衣食住行。通过这些点子的收集，公司用技术进行可行性评估，达到各项指标和要求之后，再进行材料的测试和开发，最终达到高品质的性能后应用到汽车产品中。这样一个由多种想法到少数应用，经过层层过滤、多次验证的过程，被福特称之为“点子漏斗”。

　　由于各国的资源禀赋不同，同种材料并非能在全球适用。分布在全球的材料工程师的重要任务之一就是搜集各地相对丰富的自然材料并研究出适应当地的产品。“筛选材料的时候会考虑成本、质量、环境等多方面影响。”福特中国材料工程师潘安波（Andy Pan）对《环球企业家》说：“美国有充裕的大豆资源，但中国是大豆进口国，这就与研发可持续材料的原则是违背的。”

　　在中国，福特可持续发展工程部门的研究侧重点是麻纤维和木纤维材料。竹纤维、木纤维广泛用于汽车表面覆盖的纺织品、内饰件上，比如门板的嵌件、顶棚、衣帽架、后备箱地毯、地板等。从04款蒙迪欧开始，福特中国开始评估新纤维材料的国产供货。洋麻纤维增强材料的难点是怎样与PP材料组合，这需要成千上万次的反复试验。

　　以现在的福特蒙迪欧为例，前后门都有使用洋麻纤维增强的材料，前门嵌饰底板重量为380克，后门为350克，其中PP和洋麻纤维含量各占50%。使用该材料相比纯塑料产品可以使零件重量降低30%以上。而轻量化对提高燃油经济性有突出贡献，一个振奋人心的数据是：汽车每减重5％平均能节省3％的燃料。

　　基于蓖麻油混合物的泡沫塑料，应用在2012年上市的新款福特福克斯轿车的软触感仪表板之中。该车的仪表板中含有10％的可再生蓖麻油，蓖麻油具有优异的低温性能及耐水性能，与此前所采用的材料相比，其拉伸强度提高了36%，撕裂强度也提高了5%。基于该材质的特性，该款车的亮点之一就是前排安全气囊的无缝设计，这是同行业内的第一个无缝软触摸仪表板。从消费者的角度看，这种汽车仪表板更美观，触感也更加柔软。

　　所有福特车型的泡沫座椅靠背和坐垫最多含有24％的可再生材料。福特Fusion采用了基于洋麻的手扶箱；福特BEV电动车采用了椰子纤维塑料材料；在福特FLEX车型上，麦秆材料用于车内的储物桶……福特材料实验室仍在对多种可持续性塑料材料进行研究，包括黄麻纤维、草，以及利用甘蔗、玉米和其他高糖植物生产塑料树脂。

　　植物基

　　如何将一株普通的植物变作制造汽车的材料？福特汽车在运作模式上并不是孤家寡人。一些大学正在研究植物基材料在化学和科技领域的应用，另有不少汽车供货商正在从事植物基材料的应用开发。福特与这些公司合作，以增强这些材料在汽车中的应用。

　　挂在树顶的椰子被运送到美国草坪及园艺用品制造商Scotts Miracle-Gro公司，福特与该公司合作加工椰壳表面那层毛茸茸的椰棕，这种韧性极强的天然纤维与塑料结合，给塑料增加了额外加固。而且这种自然纤维的纹路在塑料中清晰可见，深受汽车消费者喜爱。

　　今年8月，福特联手可口可乐、亨式、耐克及宝洁公司组建的“植物基PET 技术合作联盟”目标是共同开发100%基于植物基的PET材料，为植物基塑料的应用制定使用方法与标准，包括生命周期分析、通用术语和植物基材料标准，以促进植物基材料的商业应用。目前，汽车内饰地毯中广泛使用了PET材料。

　　对于供货商提供的材料和产品，福特通过自身的实验室进行测验。比如气味、挥发等方面检测，零部件震动、耐久性等相关的实验，一旦无法达到配件要求，福特与合作方交涉或共同研发以达到质量要求。

　　汽车厂商对植物基的使用已经不是新鲜事。丰田被认为是第一家在车辆内饰表面中使用甘蔗基PET的汽车制造商。在北美，丰田将甘薯、玉米和甜菜中提炼出的PLA和其他聚合物结合在一起。通过使用生物塑料，丰田把零部件生产的二氧化碳排放量减少了约20％。

　　菲亚特在超过100万辆的车型中使用蓖麻油的聚酰胺和大豆的聚氨酯取代源自石油的传统塑料。菲亚特在巴西推出的车型中使用了聚氨酯座椅泡沫，并添加了约5％的大豆多元醇。

　　这样的尝试并不仅限于植物，巧克力也给汽车制造带来灵感。通过在巧克力中注入气泡，著名的Aero巧克力获得了超越一般巧克力的独特口感。用同样的原理将气泡注入到塑料中，留下的蜂窝结构在不改变强度的前提下让塑料的质量变得更轻。这些“巧克力塑料”被用于比如发动机盖等大块汽车材料中。

　　可持续性材料的应用对于整车设计起到环保、节能减排、减重的功能。随着石油价格的攀升和资源的匮乏，这些替代材料变得越来越常用。“减少对起伏不定能源市场的依赖是生物材料的另一项优点。”福特亚太及非洲区可持续发展、环境与安全工程总监何芮莎（Jennifer Gilhool）说。