ภาพรถยนต์จากทีม Samurai Speed ที่ใช้วัสดุทางเลือกของ Daio Paper
เป็นการจับคู่ที่น่าสนใจทีเดียว ระหว่างสองตัวการที่เคยถูกกล่าวหาว่าทำลายสิ่งแวดล้อมโลกอย่าง “รถยนต์” และ “พลาสติก” ที่ในวันนี้ เริ่มมีหลายอุตสาหกรรมแข่งขันกันนำพลาสติกมาพัฒนาเป็นวัสดุใหม่ในการผลิตรถให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น และมีน้ำหนักเบาขึ้น ซึ่งจะส่งผลให้รถประหยัดเชื้อเพลิงมากขึ้นอีกต่อแล้ว
โดยตัวอย่างแรกมาจากบริษัท Daio Paper ยักษ์ใหญ่ด้านการผลิตกระดาษของญี่ปุ่นที่เริ่มมีการพัฒนา Cellulose nanofiber (CNF) หรือการนำพืชมาแยกเส้นใยออกให้มีความบางระดับนาโนเมตร จากนั้นก็มาประกอบเป็นแผ่น ผลก็คือวัสดุที่ได้มีน้ำหนักเบาและแข็งแรง (หนักเพียงหนึ่งในห้าของเหล็ก แต่กลับมีความแข็งแรงกว่าถึงห้าเท่าเลยทีเดียว) และสามารถนำมาผลิตเป็นชิ้นส่วนรถยนต์ได้
ปัจจุบัน CNF ของ Daio ถูกใช้เป็นวัสดุในการผลิตฝากระโปรง และประตูรถยนต์ของทีมแข่งรถในญี่ปุ่นด้วย ซึ่งอาจกล่าวได้ว่าเป็นพัฒนาการอีกก้าวหนึ่งของวัสดุดังกล่าวเลยทีเดียว
นอกจากบริษัทที่กล่าวมาข้างต้นแล้ว ยังมีบริษัทชื่อ Teijin ที่นำโพลีคาร์บอเนตเรซิ่น มาผลิตเป็นกระจกรถยนต์ทางเลือกใหม่ โดยกระจกดังกล่าว Nikkei ระบุว่า มีน้ำหนักเบากว่าของเดิมถึงครึ่งหนึ่ง และรับแรงกระแทกได้ดีกว่า 200 เท่า อีกทั้งเมื่อเคลือบสารป้องกัน ก็สามารถลดความเสียหายจากรอยขีดข่วนได้ด้วย ส่วนในการใช้งานจริง มีรายงานว่ากระจกโพลีคาร์บอเนตนี้อยู่ระหว่างการพิจารณาว่าจะนำมาใช้ในการผลิตรถยนต์ของสตาร์ทอัพสัญชาติญี่ปุ่นชื่อ GLM และสตาร์ทอัพออสเตรเลียชื่อ AEV Robotics ด้วยเช่นกัน
วัตถุดิบดี แต่มีราคาแพง
อุปสรรคสำคัญในการใช้วัสดุใหม่เหล่านี้กับรถยนต์คือเรื่องของค่าใช้จ่าย เพราะโดยทั่วไปเหล็กแผ่นที่ใช้กันในการผลิตรถยนต์จะมีราคาไม่ถึง 1 เหรียญสหรัฐ หรืออาจจะราคาไม่กี่เหรียญต่อกิโลกรัม ในทางกลับกัน CNF อาจมีราคาสูงถึง 90 เหรียญสหรัฐต่อกิโลกรัม ขณะที่โพลีคาร์บอเนตเรซิ่นก็คาดการณ์ว่าจะมีราคาสูงกว่าเหล็กแผ่นหลายสิบเท่าเช่นกัน
แต่กฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดขึ้น และการผลักดันเพื่อลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์อาจช่วยให้มันสามารถเป็นจริงขึ้นมาได้ในระยะยาว เห็นได้จากคาร์บอนไฟเบอร์ที่ใช้ในเครื่องบินตั้งแต่ปี 2000 ปัจจุบันมีราคาลดลงเหลือประมาณ 18 เหรียญสหรัฐต่อกิโลกรัม ทำให้สามารถใช้งานได้กับรถยนต์ระดับไฮเอนด์ได้แล้วในตอนนี้
ด้านกระทรวงการค้าของญี่ปุ่นเองก็กำลังเรียกร้องให้ผู้ผลิตลดต้นทุนการผลิต CNF ลงเหลือ 500 เยนต่อกิโลกรัมหรือถูกกว่านั้น โดยภายในปี 2030 คาดว่าตลาดเรซิ่นของ CNF สำหรับการใช้ในยานยนต์อาจมีมูลค่าถึง 600,000 ล้านเยนเลยทีเดียว ซึ่งจะสามารถช่วยลดต้นทุนการผลิตลงได้อย่างมาก หากใช้วัสดุที่ว่านี้ในยานพาหนะ 20,000 คันหรือมากกว่าต่อปี
ศูนย์วิจัยยานยนต์ของสหรัฐอเมริกาประมาณการว่าส่วนประกอบที่ไม่ใช่โลหะรวมถึงชิ้นส่วนที่ทำจากเรซิ่นและเส้นใยคาร์บอนจะมีสัดส่วนถึง 15% ของชิ้นส่วนรถยนต์ทั้งหมดในปี 2040 เพิ่มขึ้นจากที่มีเพียงแค่ 1% ในปี 2010
เปิดตลาดใหม่ให้ธุรกิจยานยนต์
ผลพลอยได้จากนวัตกรรมเหล่านี้อาจกระจายไปยังอุตสาหกรรมอื่นด้วย เพราะเมื่อมีวัสดุใหม่เกิดขึ้น เทคโนโลยีที่สามารถหลอมเรซินหรือคาร์บอนไฟเบอร์เข้ากับแผ่นเหล็กจะเป็นที่ต้องการอย่างมาก รวมทั้งวัสดุอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง อย่างกาว หมุดยึด ฯลฯ ก็ต้องได้รับการพัฒนาเช่นกัน
ยกตัวอย่างการพัฒนาเช่น Toray Industries ที่กำลังพัฒนาเรซินชื่อ Polyphenylene sulfide เป็นสารยึดเกาะที่ทนต่อความร้อนและการกัดกร่อนได้ดี หรือ Kobe Steel ที่พัฒนาเทคโนโลยีการเชื่อมวัสดุต่างชนิดกันได้ โดยใช้ความร้อนจากการเสียดสี ซึ่งหากนวัตกรรมชิ้นส่วนรถยนต์จากวัสดุใหม่ๆ ถูกพัฒนาอย่างต่อเนื่องจนสามารถใช้งานได้จริง ก็ไม่แน่ว่าในอนาคตอันใกล้นี้ เราอาจได้เห็นหรือได้ขับรถที่ชิ้นส่วนส่วนใหญ่ผลิตจากพลาสติกก็เป็นได้