วัสดุจากเยื่อไม้ ช่วยให้รถยนต์เบาลงและประสิทธิภาพดีขึ้นหรือไม่
นักวิจัยในญี่ปุ่นกำลังพัฒนาวัสดุที่แข็งแกร่งขึ้นจากเยื่อไม้ เพื่อนำมาแทนที่ชิ้นส่วนรถยนต์ที่เป็นเหล็กภายในทศวรรษนี้ และกำลังพัฒนาพลาสติกที่ทนทานความร้อนสูงได้ เพื่อใช้แทนที่ชิ้นส่วนที่อยู่ใกล้กับเครื่องยนต์
แบบจำลองรถยนต์ซีตรอง รุ่น 2 ซีวี ที่ทำจากไม้ แนวคิดนี้จะทำให้รถยนต์ในอนาคตใช้ชิ้นส่วนที่ทำจากไม้ได้หรือไม่? นวัตกรรมเหล่านี้ เป็นส่วนหนึ่งของความพยายามในอุตสาหกรรมที่ต้องการผลักดันให้รถยนต์มีน้ำหนักเบาลง นายเปาโล มาร์ติโน นักวิเคราะห์ชิ้นส่วนรถยนต์จากไอเอชเอส มาร์กิต กล่าวว่า ผู้ผลิตรถยนต์กำลังพยายามลดทอนน้ำหนักให้มากที่สุด โดยเฉพาะกับรถยนต์ที่ปล่อยมลพิษมาก เช่น เอสยูวี และรถกระบะ กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ ระบุว่า รถยนต์ที่น้ำหนักเบาลงร้อยละ 10 อาจช่วยประหยัดน้ำมันได้ถึงร้อยละ 8 นอกจากนี้ นายมาร์ติโนกล่าวว่า ผู้ผลิตรถยนต์รุ่นที่ใช้ไฟฟ้ายังตัองการให้รถที่ออกมาเบาที่สุดเท่าที่จะทำให้ เพื่อให้วิ่งได้ระยะทางไกลขึ้นต่อการชาร์จไฟ 1 ครั้ง ซึ่งจะช่วยให้ผู้ใช้ลดความกังวลเรื่องแบตเตอรี่ลงได้ ไม้ถูกนำมาใช้เป็นชิ้นส่วนรถยนต์อยู่แล้ว แต่ยังไม่มีการนำไปใช้ใกล้กับเครื่องยนต์ นักวิจัยที่มหาวิทยาลัยเกียวโต ประเทศญี่ปุ่น ได้เลือกนำไม้มาทดสอบเนื่องจากก่อนหน้านี้ ไม้เป็นวัสดุที่ใช้ประกอบเรือ บ้าน และเครื่องใช้ภายในบ้านมานานหลายสหัสวรรษแล้ว และวัสดุที่ทำจากเยื่อไม้อาจมีความแข็งแกร่งเท่ากับเหล็กได้ แต่มีน้ำหนักเบากว่าถึงร้อยละ 80 ทีมนักวิจัยนำเยื่อไม้มาผ่านกระบวนการทางเคมี ซึ่งเต็มไปด้วยเซลลูโลส นาโนไฟเบอร์ หรือซีเอ็นเอฟ (CNF) และนำไปผสมเข้าเนื้อกับพลาสติก เพื่อให้ได้วัสดุผสมที่แข็งแกร่ง และอาจนำมาใช้แทนที่เหล็กในชิ้นส่วนรถยนต์ ศ.ฮิโรยูกิ ยาโนะ หัวหน้าทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยเกียวโต กล่าวว่า วัสดุนี้สามารถนำไปใช้ผลิตประตูรถยนต์ แผ่นบังโคลน และฝากระโปรงรถยนต์ ไม้ถูกนำมาใช้เป็นวัสดุก่อสร้างมานานนับพันปี ปัจจุบันเซลลูโลส นาโนไฟเบอร์ มีใช้อยู่แล้วในผลิตภัณฑ์หลายชนิด ตั้งแต่หมึกปากกาไปจนถึงวัสดุแผ่นใส และแม้ว่าจะกำลังเผชิญกับวัสดุคู่แข่งที่เบากว่าอย่างคาร์บอนไฟเบอร์ ศ.ยาโนะ เชื่อว่าชิ้นส่วนที่ทำจากซีเอ็นเอฟ อาจเป็นทางเลือกที่ใช้ได้จริง อย่างไรก็ตาม นายวิเวก ไวทยะ รองประธานอาวุโสของบริษัทที่ปรึกษาฟรอสท์ แอนด์ ซัลลิแวน ยังมีข้อสงสัย นายไวทยะเชื่อว่า มีความเป็นไปได้ที่ชิ้นส่วนที่ไม่เกี่ยวกับการทำงานของรถยนต์ ซึ่งนอกเหนือจากเครื่องยนต์ เกียร์ และล้อ อาจจะผลิตจากวัสดุที่ทำจากเยื่อไม้ แต่ผู้ผลิตชิ้นส่วนอาจจะมีปัญหากับการผลิตให้ได้จำนวนเพียงพอกับสายการผลิตรถยนต์ "โดยส่วนมากแล้ว ผู้ผลิตจะต้องส่งชิ้นส่วนทันทีเมื่อมีผู้สั่งซื้อ ผมจึงตั้งข้อสงสัยว่าวัสดุที่ทำจากไม้ หรือวัสดุอินทรีย์อื่น ๆ จะสามารถผลิตได้ทันหรือไม่" ในญี่ปุ่นยังมีอีกทีมวิจัย ที่กำลังพัฒนาวัสดุพลาสติกเฉพาะสำหรับใช้เป็นชิ้นส่วนรถยนต์ ศ.ทาสึโอะ คาเนโกะ จากสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีขั้นสูงญี่ปุ่น กำลังทดลองกับสารชีวโมเลกุล และอ้างว่า วัสดุชนิดใหม่นี้ เบากว่าเหล็กและสามารถทนความร้อนได้สูงถึง 300 องศาเซลเซียส "เรานำพลาสติกมาใช้เป็นชิ้นส่วน ที่ต้องทนความร้อนรอบ ๆ เครื่องยนต์ไม่ได้" แต่ "ไบโอพลาสติกที่ผมผลิตขึ้น สามารถทนความร้อนได้สูงกว่า" นักวิจัยในญี่ปุ่นระบุว่า ไบโอพลาสติก อาจเข้ามาแทนที่ชิ้นส่วนที่เป็นเหล็กใกล้กับเครื่องยนต์รถได้ ศ. คาเนโกะ กล่าวว่าข้อได้เปรียบของวัสดุที่เขาผลิตขึ้น คือการช่วยให้รถยนต์มีน้ำหนักเบาลง โดยอาจเข้ามาเป็นวัสดุทางเลือกแทนเหล็กได้ภายใน 5 ปี นอกจากนี้ ศ. คาเนโกะ ระบุว่าไบโอพลาสติก ดีต่อสิ่งแวดล้อมกว่าพลาสติกทั่วไป เนื่องจากวัสดุพลาสติกในปัจจุบันผลิตจากปิโตรเลียม ทำให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมาก ในขณะที่ไบโอพลาสติกที่ผลิตจากจุลินทรีย์ ทำให้เกิดของเสียน้อยกว่า นายไวทยะกล่าวถึงปัจจัยผลักดัน ที่ทำให้อุตสาหกรรมผู้ผลิตรถยนต์ หันมาใช้วัสดุที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้นว่า เป็นความพยายามลดการปล่อยมลพิษทั้งระบบ "ไม่ใช่เพียงแค่มลพิษที่ออกมาจากท่อไอเสีย" ทั้งนี้ก็เพื่อให้สอดคล้องกับกฎหมายที่เข้มงวดขึ้น และความต้องการของผู้บริโภค ทั้งสหราชอาณาจักรและฝรั่งเศส มีแผนจะห้ามรถยนต์ดีเซลและรถยนต์ที่ใช้น้ำมันภายในปี 2040 เพื่อลดมลภาวะและการปล่อยก๊าซคาร์บอน ส่วนจีน ซึ่งเป็นตลาดผู้บริโภครถยนต์ที่ใหญ่ที่สุดในโลก ต้องการเพิ่มสัดส่วน ให้มีรถยนต์ที่ใช้ไฟฟ้าจากแบตเตอรี และรถยนต์ไฮบริด อย่างน้อย 1 ใน 5 ของจำนวนรถยนต์ที่ขายภายในปี 2025 นายไวทยะ กล่าวว่า "แน่นอนว่ามีความเคลื่อนไหว ไปในทิศทางของการปรับปรุงรถยนต์ให้ใช้วัสดุที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น" คาร์บอนไฟเบอร์น้ำหนักเบา เป็นชิ้นส่วนที่มีใช้ในรถสปอร์ตที่วิ่งด้วยความเร็วสูง สำหรับผู้ผลิตอย่าง บีเอ็มดับเบิลยู ได้หันไปเน้นวัสดุคาร์บอนไฟเบอร์ และเมื่อเดือนที่ผ่านมาได้เปิดตัวรุ่น เอ็ม 5 ที่ดูกระทัดรัดขึ้น และมีหลังคาเป็นคาร์บอนไฟเบอร์พลาสติก ส่วนโตโยต้า ใช้วัสดุชนิดเดียวกันในรถยนต์รุ่นพรีอุส ไพร์ม และเลกซัส แอลซี 500 เพื่อช่วยลดน้ำหนัก และเพิ่มระยะการเดินทางด้วยพลังงานจากแบตเตอรีในรถพรีอุส ด้านบริษัทจากัวร์ เน้นไปที่อะลูมิเนียม โดยอ้างว่าเป็นวัสดุที่มีน้ำหนักเพียง 1 ใน 3 ของเหล็กในปริมาณเดียวกัน "ทุก ๆ 100 กิโลกรัมที่ประหยัดได้โดยการใช้เพลาอลูมิเนียม สามารถช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ 9 กรัมต่อกิโลเมตร และลดการใช้น้ำมันตลอดอายุการใช้งานได้ถึง 800 ลิตร" ส่วนบริษัทคอร์นิง ซึ่งเป็นผู้ผลิตวัสดุกระจกรถยนต์เสริมความแข็งแกร่งยี่ห้อ กอริลล่า กลาส ระบุว่า กระจกไฮเทคที่ผลิตได้มีน้ำเพียง 1 ใน 3 ของกระจกรถยนต์ทั่วไป