为什么说材料创新是实现可持续未来的关键
我们的历史是一部不断适应和征服的历史。自远古时代开始,人类一直在寻找各种材料,以提高日常生活品质。从石头制成的工具,到先进的塑料和实验材料科学,材料创新不断改变我们的生活,让世界越来越好。
我们的旅程从一次回忆之旅开始。大约从公元前3000年起,早期人类为了躲避恶劣天气,偶然发现了大自然的原始工具。
一堆堆坚硬的岩石散布在地球各处:这个场景让人立刻联想到库布里克的《2001:太空漫游》或葛韦格的《芭比》电影里面的开始场景。
然而,即使在现代世界,石头的魅力依然存在。今天,我们的目光所及之处几乎都有石头的痕迹。即使从极星总部向窗外望去,也能看到一块大理石在向我们展示它的雄心壮志。
金属铝
人类历史快速发展,1825年,铝被发现了。我们要感谢丹麦化学家汉斯·克里斯蒂安·奥斯特,他通过实验得到了这种神奇的轻量化金属。铝彻底改变了交通运输业的格局,同时也提供了各种设计可能性。
尽管铝具有可持续发展潜力,但是它的可循环性也有其复杂的一面。铝有超过500种不同的类型,识别和分类这些不同的类型是回收厂的一项艰巨任务。这导致不同牌号的铝材互相混合,从而使再生铝无法适应高等级应用。
解决方案也非常简单:标记和使用颜色代码。这使得回收商能够区分不同的等级然后分别进行回收,从而实现这种材料的循环利用。
兼顾方便与环保
1907年,比利时化学家利奥·贝克兰合成出第一块塑料,并立即申请了专利,比他的竞争对手仅仅早了一天。今天,塑料已经无处不在。尽管塑料的灵活性彻底改变了制造业,但是它对化石资源的依赖也引发了变革的呼声。
聚氯乙烯 (PVC) 是最常用的塑料之一,其生产过程使用原油,我们都知道这对环境是有害的。
然而,最近的材料科学研究证明,在塑料生产中,可以使用松油取代原油。通过这种方法,温室气体排放可以减少70%。生物性PVC是一款首创产品,已经用于生产极星 3 的内饰面料,从而进一步降低我们产品系列的碳足迹。
超级高效的磁悬浮列车
让我们大胆冒险,进入不同的领域。这个领域最近也引起了很多人的关注,但是关注的原因各不相同。正如我们所知,全球半导体需求巨大。
这一切情况出现之际,超导体的研究仍在继续。您可以想象这个电流畅通无阻、没有电阻的世界,其中的列车悬浮在空中,能量损失成为过去时。
不久以前,这只是一种想象,因为这种材料需要超低温条件或巨大的压力才能发挥作用。
然而,有一项研究取得了最新进展,他们宣布已经在环境压力条件下获得了远高于室温的超导材料。这是一个壮举,它从根本上影响了一切依靠电来运行的产品。您可以想象我们有多么兴奋。
自从这项研究发表以来,世界各地的实验室都在竞相复制这项研究的结果,并且不断宣告已经取得成功。
炼金术士的梦想
从一种突破性材料再到另一种,我们不断创新,并且已经实现了这样一种类别:复合材料,模糊了天然与合成材料之间的界限。它们融合了两个世界的优点,可以提供更高的性能,超越其各部分的总和,实现协同效应。
在复合材料的核心部分,我们发现了纤维成分:天然或合成来源的纤细纤维丝,它们构成了这些创新材料的主干。从宇宙飞船到高尔夫球杆,再到极星 1,碳纤维的应用无处不在。它可能在所有复合材料中最为著名。
这些应用只是复合材料的冰山一角。在极星 3 中,我们使用Bcomp天然纤维复合材料。这种材料由欧洲种植的亚麻制成,强度几乎与碳纤维相同,但重量更轻,只有碳纤维的40%;它使用的原生塑料数量也比同类塑料材料少50%。
亚麻甚至可以在季节之间用来活化农田,以防止土壤耗竭。
人类科技进步永无止境,我们的材料创新也从未停止 。
现在,我们面临一项新的挑战。我们如何才能继续享受便利且令人兴奋的生活,同时又可以减少对环境的影响。这个问题目前处于科学创新的最前沿。形势很严峻,时间非常紧迫,我们在日常生活中遇到的材料有望在未来几年发生巨大变化。