参考消息网3月28日报道 据西班牙《趣味》月刊网站3月24日报道，一种制造碳纤维的新方法可将炼油厂的副产品转化为用于制造汽车、飞机和航天器的高价值、超轻结构材料。
由碳纤维制成的轻质材料类似于用于制造某些网球拍和自行车的材料，结合了强度高和重量轻的优势，但与由钢或铝制成的类似结构元件相比，生产成本更高。
现在，美国麻省理工学院的研究人员设计了一种新方法，可用一种极其便宜的原料——炼油过程留下的又重又黏稠的废料——生产这种轻质纤维材料。目前，炼油厂将这些废料用于制造沥青等低价值产品，甚至作为垃圾进行处理。
这种新型碳纤维不仅生产成本低廉，而且与传统碳纤维材料相比具有一些优势，因为它具有抗压强度，这意味着它可用于承重。
报道说，这项研究大约在四年前开始，为的是响应美国能源部的要求。美国能源部当时正在寻找通过减轻汽车整体重量来提高汽车效率并降低油耗的方法。“如果你看看现在的车，与30年前的同类车型相比，它们明显更重了，”参与该研究项目的科学家尼古拉·费拉利斯说，“在同类型车中，今天的车重量增加了15%以上。”
美国能源部正在推动轻质结构材料的开发。这些材料的可靠性可与当今的常规钢板相媲美，但生产成本足够低，有可能完全替代普通车辆中的钢材。
由碳纤维制成的复合材料并不是一个新想法，但迄今为止，在汽车领域，它们仅被用于制造少数非常昂贵的车型。这项新研究旨在通过使用低成本的原料和相对简单的加工方法来改变这种状况。
该团队开发的新方法不是使用通过加工和精炼石油获得的产品，而是使用精炼过程留下的废渣，即一种被称为石油沥青的废料。“这就是我们常说的桶底料。”费拉利斯说。它不会被用作燃料。虽然它可以燃烧，但会造成严重污染，没有实用价值。
费拉利斯说：“石油沥青的成分十分杂乱。”它是重碳氢化合物的大杂烩。“这就是让它在某种程度上变得美妙的原因，其中的很多化学物质可以被利用。这使它成为令人着迷的一种材料，而且量还这么大，”费拉利斯说，“这些废料的内在价值非常低，所以它们通常被丢弃在垃圾填埋场。”
该研究团队还测试了沥青的另一个来源——煤沥青。这是干馏煤制焦炭过程的副产品。该研究团队与美国橡树岭国家实验室的研究人员进行了合作，后者拥有在各种条件下制造碳纤维的经验。
费拉利斯说：“从能源消耗和实际加工的角度来看，利用沥青来制造碳纤维的过程非常简单。”
研究人员阿丝米塔·贾娜介绍说，沥青“由一些异质分子组成，如果改变其形状或大小，性质会发生巨大变化”，而工业材料的性质必须始终如一。
这项研究的结果表明，通过调整初始条件，不仅可以让碳纤维像大多数纤维材料一样具有很强的张力，还能让它们具有很强的抗压能力，这意味着它们可被用于承重。研究人员说，这令这些材料在实用性方面具备了全新的可能性。
“我们正在开发的新方法不仅能产生成本效应，”费拉利斯说，“它还可以开辟新的应用领域，且不一定是在车辆方面。”制造传统纤维复合材料的部分复杂性在于，必须将纤维制成织物，并令其形成精确、详细的图案。他说，这样做“是为了弥补抗压强度的不足”。克服材料的缺点是一个工程问题，但有了这种新工艺，就不再需要额外的复杂操作了。
