随着未来汽车向自动驾驶和数字连接方向发展，承载这些车辆的轮胎也有望提升其智能化和电子化水平。然而，轮胎的螺母和螺栓——它们的化学和物理构成——也可能会通过新材料和组合物而发展。
材料科学是轮胎开发的一个领域，该行业近年来表现出了令人难以置信的独创性和毅力。虽然石油、钢铁和各种纤维将继续用于轮胎的成分，但许多替代品——大豆、蒲公英、西红柿、苔藓等等——正在研究并用于未来可能的产品。
对于轮胎工程师来说，这是一个值得骄傲的时刻，因为诞生于化学实验室的材料技术一路走向商业化并在新产品中实施。独特的突破性材料有助于推动特定公司或整个轮胎行业的积极发展，但事实仍然存在——含有值得注意的成分的轮胎仍必须具有同等或更好的性能水平。
轮胎中独特材料的一个更重要的例子是固特异在豆油方面的工作。它代表了替代轮胎中石油基油的一个重要里程碑，并提供了一个强有力的可持续性和科学故事，有助于减少不可再生石油基产品的使用。
该公司与联合大豆委员会合作推进该项目，使其不仅仅是一个愿景;固特异在市场上有多种含有大豆油的消费轮胎，并计划将该技术扩展到其他领域。
二氧化硅在轮胎中的广泛使用，现在非常普遍，随着替代原材料的另一个例子而扩大。由大米加工的副产品残留稻壳灰制成的二氧化硅产品可以提供与砂基二氧化硅相似的性能。生物基来源有助于减少进入垃圾填埋场的废物，并且已经由固特异和稻壳灰二氧化硅加工商带头努力。最近，像这样的努力让固特异开发了一种由 90% 的可持续材料组成的示范轮胎。
与炭黑一样基本的轮胎组件也正在研究中。回收的炭黑为减少该行业对石化产品的依赖提供了机会，米其林和普利司通已联手围绕这种可能性达成共识。
两家公司认为，可以通过回收轮胎中的部分材料来替代部分传统炭黑。他们概述了一条可能重复利用轮胎和其他橡胶产品中的炭黑的途径。
通过回收炭黑和其他举措，米其林证明了使用可持续材料生产轮胎的能力。该公司声称今年已在其部分摩托车轮胎中使用 40% 或更多的可持续材料整合。这推动米其林朝着其目标迈进，即到 2030 年在其所有产品系列中平均使用 40% 的可持续材料。
普利司通也通过在赛车轮胎中使用银胶菊，在实际轮胎中使用了突破性材料。某些比赛轮胎使用替代天然橡胶，由生长在美国西南部的耐热沙漠灌木制成。
普利司通认为，银胶菊橡胶有可能产生持久的经济影响，可以减少能源消耗，并带来与运输海外采购的天然橡胶相关的其他环境效益。在 2012 年启动银胶菊计划后，该公司继续将资源投入银胶菊研究和商业化。
另一种作为轮胎材料替代品而受到广泛关注的有趣植物材料是俄罗斯蒲公英，被称为 TK 物种。多年来，各种轮胎公司和公私合作伙伴关系在这项技术上取得了进展。
Continental Tyre 和 Apollo Tyres 都使用蒲公英橡胶制造自行车轮胎。阿波罗参与了一个欧洲财团，该财团于 2014 年开始建立蒲公英橡胶的生产链，从植物的种植开始。
大陆集团已与多家组织合作生产和测试胎面由 100% 蒲公英天然橡胶制成的轮胎。该公司相信它可以在 10 年内制造基于蒲公英的消费轮胎，并报告了蒲公英卡车轮胎的“有希望的”测试。
挑战在于种植、种植和收获足够的 TK 种蒲公英乳胶，以产生合理的影响。优点很明显;橡胶树通常需要七年才能生产出橡胶生产所需的乳胶，但蒲公英每六个月就可以收获一次。它们也能适应其他气候，而橡胶树只能在赤道周围被称为“橡胶带”的地区茁壮成长。
全球模型显示，市场对天然橡胶的需求将超过生产能力，这将导致原材料价格波动和潜在短缺。
这一发现引起了美国政府的注意，并开始支持蒲公英橡胶的研究。固特异于 2022 年初宣布与美国国防部和空军研究实验室合作开发蒲公英橡胶的国内来源。该协议与天然橡胶相吻合，天然橡胶被归类为“战略原材料”，是军用、飞机和卡车轮胎的关键成分。
目标是使用蒲公英橡胶制造军用飞机轮胎，这些轮胎将由固特异与俄亥俄州赖特-帕特森空军基地合作制造和测试。如果额外的测试产生良好的结果，蒲公英橡胶就有可能用于所有轮胎应用。
在其他地方，明尼苏达大学的研究人员正在研究一种用树木和草生产汽车轮胎的技术。该项目涉及制造异戊二烯(一种天然橡胶单体)的化学过程，该大学声称从树木和草中生产生物质在外观和性能方面与目前的轮胎相同。许多轮胎公司也在异戊二烯替代领域开展工作。
作为公私合作的另一个例子，住友橡胶工业公司正在与日本的两所大学合作，以提高天然橡胶产量和新的天然橡胶品种——通过一种从西红柿中提取的酶。该公司于 6 月在德国举行的国际橡胶大会上宣布了这一消息。
对于轮胎材料领域更极端的想法，请考虑固特异近年来在日内瓦车展上展示的未来概念。这包括“Oxygene”，这是一种由回收的轮胎灰尘制成的 3D 打印轮胎，胎壁上有活苔藓;“reCharge”，它使用可再生胎面的可更换胶囊;以及“Eagle 360 Urban”，这是一个由仿生皮肤和变形胎面制成的球体。
这有很多要掌握的。
展望未来 10 年或更长时间，轮胎性能标准将是最重要的，相同的项目——滚动阻力、重量、全季节与冬季抓地力、抗穿刺性、胎面寿命——将很重要。是的，性能预期正在增加，没有任何取舍，但轮胎制造商通过创造性的方式推进材料科学，走在了潮流的前面。
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