碳纤维是材料界的超人。它比钢铁强五倍，重量却轻得多，从网球拍、高尔夫球杆、自行车到风力涡轮机叶片、客机和一级方程式赛车，几乎无所不用。但有一个缺点：碳纤维由石油和其他昂贵的原料制成，导致最终产品价格极其昂贵。这就是为什么碳纤维会出现在赛车上，但很少用于迷你货车。这种情况可能会改变。科学家们表示，用植物而不是石油制造碳纤维可能很快就会实现，从而降低成本，使这种材料更广泛地用于汽车、飞机和其他车辆。碳纤维由一种名为丙烯腈的化学物质制成。目前，生产商使用石油、氨、氧气和昂贵的催化剂来制造丙烯腈。该过程会产生大量热量并产生有毒副产品。而且，由于丙烯腈是由石油制成的，碳纤维的成本往往随着油价的涨跌而波动。
“过去丙烯腈价格波动很大，这反过来导致碳纤维在制造更轻的汽车和飞机方面的应用率降低，”国家可再生能源实验室的组长、最近发表的论文的合著者 Gregg Beckham 说道，该论文详细介绍了这项研究。“如果你能通过提供一种新的丙烯腈原料来稳定丙烯腈的价格，”他说，“我们就能让碳纤维更便宜。”
Beckham 和国家可再生能源实验室的一组研究人员开发了一种新的丙烯腈生产工艺，该工艺利用了植物，特别是人们不能吃的植物部分，如玉米秸秆和麦秆。科学家们将这些材料分解成糖，然后将糖转化为酸，并与廉价的催化剂结合，生产出丙烯腈。该过程没有产生多余的热量，也没有产生有毒副产品。
科学家们认为，植物基工艺可以规模化并用于制造。研究人员目前正与几家公司合作，生产大量丙烯腈，然后将其转化为碳纤维并用于汽车测试。通过降低碳纤维的成本，科学家们可以帮助车主节省长期的开支。碳纤维汽车比钢制汽车更轻。因此，它们需要更少的燃料来行驶相同的距离，这有助于司机节省汽油，同时也减少了导致全球变暖的碳污染。
目前，科学家们正在进行一项将石油产品从植物中提取出来的趋势。毕竟，石油是由史前植物在数百万年的高温高压下形成的。研究人员正试图绕过中间环节——直接从植物中提取所需的化学物质，从而减少我们对石油的依赖。
“我们将进行更多基础研究，”Beckham 说。“除了扩大丙烯腈的生产规模，我们还热衷于利用这种强大而稳健的化学方法来制造其他日常用品。”
Jeremy Deaton 为 Nexus Media 撰稿，这是一个涵盖气候、能源、政策、艺术和文化的联合新闻社。您可以在 @deaton_jeremy 关注他。.
