Japonya’daki araştırmacılar, on yıl içinde araçların çelik parçalarının yerini alabilecek, odun hamurundan güçlü bir malzeme yaratmaya çalışıyorlar.
Bu çalışmalar ayrıca, motorun yakınındaki parçaları metalden plastiğe değiştirebilmek için, yüksek sıcaklığa dayanıklı plastik de geliştirmeyi hedefliyor. Bu yenilikler, otomobilleri daha hafif hale getirmek adına geniş endüstrinin çabalarının bir parçası.
IHS Markit’in otomotiv bileşenleri baş analisti Paolo Martino, “Daha fazla çevre kirliliğine yol açan, özellikle SUV’ler [spor araçları] veya kamyonlar gibi arabalarda, mümkün olduğu kadar ağırlık azaltmaya çalışma telaşı söz konusu” diyor. Daha hafif otomobiller daha az yakıt tüketir. ABD Enerji Bakanlığı, araç ağırlığındaki % 10’luk bir azalmanın yakıt ekonomisini % 8’e kadar geliştirebileceğini söylüyor. Bay Martino, imalatçıların ayrıca elektrikli modellerini de mümkün olduğunca hafif yapmak istediklerini; böylece tek bir şarjla daha fazla seyahat edebilmelerine ve araba sahipleri tarafından karşılaşılan “menzil endişesini” çözmeye yardımcı olmaya çalıştıklarını dile getiriyor. İşte ağaçlar burada devreye giriyor. Sonuçta, ahşap, binlerce yıldır gemi, ev ve mobilya yapmak için kullanılmıştır. Neden arabalarda da kullanılmasın?
Kyoto Üniversitesi’ndeki araştırmacılar odun hamurundan yapılan bir malzemenin çelik kadar güçlü olabileceğini, ancak %80 daha hafif olduğunu söylüyor. Ekip kimyasal olarak milyonlarca selüloz nanofiber (CNF) içeren odun hamurunu işliyor ve bu CNF’leri plastik içine işliyor. Söylenilene göre CNF’leri plastikle harmanlamak, otomobil parçalarında çeliğin yerini alabilecek güçlü, hibrid bir malzeme oluşturuyor. Kyoto Üniversitesi’ndeki çalışmayı yürüten Profesör Hiroyuki Yano, malzemenin kapı panelleri, çamurluklar ve araba kaputları yapmak için kullanılabileceğini söylüyor. Araştırmacılar, materyali geliştirmek için Japon hükümetiyle, otomobil üreticileriyle ve diğer imalatçılarla çalışıyor.
Selüloz nanofiber, mürekkepten şeffaf ekranlara kadar bir dizi üründe hali hazırda zaten kullanıl makta. Malzeme karbon fiber gibi daha ticari olarak kullanılan hafif seçeneklerin sebep olduğu rekabetle karşı karşıya iken, Profesör Yano, CNF temelli parçaların geçerli olabilecek alternatifler olduğuna inanıyor. Ancak Frost & Sullivan danışmanlık şirketinin başkan yardımcısı Vivek Vaidya’nın şüpheleri var. “Performans dışı” parçaların – motor, şanzıman ve tekerleklerden başka her şeyin – odun hamuru bazlı malzemelerden toplu olarak üretilebileceğini, ancak parça imalatçılarının otomobil üretim sektörüne ayak uydurmakta zorlanacaklarını düşünüyor. “Çoğu bileşen isteğe bağlı olarak tedarik edilmektedir, ahşap veya organik materyallerin istenildiği her an kullanıma hazır olup olmayacağı konusu ise tamamen bir soru işareti” diyor Vaidya.
Biyoplastik de iş görür
Japonya’da ayrı olarak, araştırmacılar otomobil parçaları için özelleştirilmiş plastikler üzerinde çalışıyor. Japonya Bilim ve Teknoloji Enstitüsünden Profesör Tatsuo Kaneko, biyolojik moleküllerden yapılan plastikleri geliştiriyor. Araştırmacılar, yeni materyalin çeliğe oranla daha hafif olduğunu ve 300 dereceye kadar sıcaklığı tolere edebileceğini belirtti. Profesör Kaneko “Plastikler, ısıya dayanamadığı için motor kütlesinin çevresinde daha yüksek ısı direnci gerektiren otomobil parçalarında kullanılmamıştı. Ancak ürettiğim biyoplastikler daha da yüksek sıcaklıklara dayanabilir. ” diyor. Profesör, araştırmada bir dizi Japon otomobil üreticisiyle, otomobil parçaları ve elektronik alet üreticisiyle ve yabancı şirketlerle çalışıyor. Bu malzemeyi kullanmanın en büyük avantajlarından biri de araçların ağırlığında düşüş olması. Bu, yaklaşık beş yıl içinde çelik için gerçekten uygun bir alternatif seçenek olabilir.
Odun hamuru -çevre kirliliği?
Daha hafif olan plastik araba parçaları, araç emisyonlarının azaltılmasına ve elektrikli otomobillerin menzili arttırmasına yardımcı olabilir, ancak imalatları diğer çevresel riskleri getirmez mi?
Prof. Kaneko, biyoplastikler için cam gibi ikame materyallerin kullanılmasının çevre kirliliğini artırabileceğini kabul ediyor, çünkü atıklar biyolojik olarak parçalanamıyor. Ancak, malzemelerinin çevreye genel olarak bildiğimiz plastiklerden daha az zarar verdiğini iddia ediyor. Geleneksel petrol esaslı plastiklerin imalatında büyük miktarda karbondioksit ortaya çıkarken, mikro organizmalardan üretilen biyoplastiklerin daha düşük miktarda atık ürettiğini savunuyor.
savunuyor. “Daha çevreci” materyalleri kullanma konusundaki çabalar, otomobil üreticileri arasında gittikçe hız kazanmakta. Frost & Sullivan’dan Bay Vaidya, üreticilerin sadece egzoz emisyonunu değil, aynı zamanda araçların toplam karbon ayak izini de küçültmeye çalıştıklarını söylüyor.
Bu baskı, tasarruf düzenlemelerine ve tüketici talebine etki ediyor. İngiltere ve Fransa, kirliliği ve karbon emisyonunu azaltmak için 2040’a kadar yeni dizel ve benzinli taşıtları yasaklamayı planlıyor. Dünyanın en büyük otomobil pazarı olan Çin, 2025’e kadar elektrikli akülü ve şarjlı melez arabaların, toplam araç satışlarının en az beşte birini kapsamasını hedefliyor.
Tüy kadar hafif piyasa
Bay Vaidya, “Araçları daha çevre dostu malzemeler kullanarak geliştirmeye yönelik bir akım var” diyor. BMW, ağırlığı azaltmak için karbon elyaf üzerine yoğunlaştı ve geçtiğimiz ay karbon fiber takviyeli plastik tavan ile yeni hafif M5 Sedan’ın açılışını yaptı. Toyota, aynı malzemeyi Prius Prime ve Lexus LC 500 modellerinde bulunan parçalar için kullanıyor, böylece ağırlığı azaltıyor ve Prius’taki pil aralığını artırıyor. Jaguar için ise, alüminyum büyük bir odak noktası. Şirket, metalin ağırlığının, eşdeğer miktardaki çeliğin ağırlığının yaklaşık üçte birine eşit olduğunu belirtti. Jaguar, “Bir alüminyum şase ile tasarruf edilen her 100 kg, aracın CO2 emisyonunu km başına 9g azaltmaya ve ömürlük yakıt kullanımını 800 litreye kadar düşürmeye yardımcı oluyor” dedi.
Gorilla Camını ön camlar ve diğer cam bileşenleri için pazarlayan Corning gibi niş bileşen üreticileri de, yüksek teknolojili camlarının, basmakalıp araba camlarının üçte biri kadar daha hafif olduğunu söylüyor.