多年來(lái)，玻璃纖維和碳纖維一直統(tǒng)治著增強(qiáng)材料的世界。制造商要求高性能、低成本和輕質(zhì)的纖維用于高度工程化的樹脂。直到***近，大多數(shù)用于這些樹脂的增強(qiáng)材料都是合成的。

隨著制造商尋求使用新材料生產(chǎn)高性能、低碳足跡的產(chǎn)品，天然纖維作為可持續(xù)的替代品重新出現(xiàn)。

早在20世紀(jì)30年代，工業(yè)大麻成為美國(guó)禁毒戰(zhàn)爭(zhēng)的附帶損害。在此之前，亨利·福特成功地制造了數(shù)千輛使用大麻纖維作為加固材料的汽車。作為為數(shù)不多的高性能天然纖維之一，大麻的法律地位使世界在使用生物基材料的產(chǎn)品商業(yè)化方面落后了幾代人。

其他的天然纖維，如用于服裝的棉花和用于亞麻布的亞麻纖維，已經(jīng)使用了幾個(gè)世紀(jì)。但由于缺乏可靠的供應(yīng)鏈、產(chǎn)品一致性或市場(chǎng)開發(fā)，天然纖維增強(qiáng)材料在復(fù)合材料中的使用一直受到限制。天然纖維還需要以特定的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，以增強(qiáng)它們?cè)谒芰现械恼澈虾托阅堋?/p>

幸運(yùn)的是，2018年的農(nóng)業(yè)法案使工業(yè)大麻在美國(guó)政府眼中完全合法。這為工業(yè)大麻供應(yīng)鏈的創(chuàng)建打開了大門，有助于在整個(gè)制造業(yè)創(chuàng)造更強(qiáng)、更輕、更便宜和更可持續(xù)的產(chǎn)品。

在過(guò)去的幾年里，美國(guó)的汽車原始設(shè)備制造商和他們的供應(yīng)商已經(jīng)開始投資于大麻填充塑料的研發(fā)。另一方面，歐洲制造商幾十年來(lái)一直在使用天然纖維增強(qiáng)材料來(lái)減少?gòu)?fù)合材料的碳足跡和重量。

今日，天然纖維***適合用來(lái)增強(qiáng)玻璃和碳纖維，以創(chuàng)造獨(dú)特的機(jī)械性能

例如，今年早些時(shí)候，寶馬(德國(guó))參與了Bcomp(瑞士)的超額認(rèn)購(gòu)3500萬(wàn)美元的B輪融資。Bcomp是一家由天然纖維制成的高性能復(fù)合材料制造商。寶馬與Bcomp的合作，以及它在i3電動(dòng)車(EV)中使用麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的歷史，證明了大型制造商正在投資于碳足跡更小的高性能解決方案。其他歐洲公司，如汽車制造商保時(shí)捷(德國(guó))，已經(jīng)在其718 Cayman GT4 Clubsport型號(hào)中應(yīng)用了天然纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。

Bcomp專注于編織天然纖維墊，用于聚丙烯汽車應(yīng)用中的熱成型和壓縮成型。

Heartland(美國(guó))是一家材料創(chuàng)新公司，將大麻纖維作為聚合物的增強(qiáng)材料。該公司專注于非織造材料的應(yīng)用，以減少塑料、橡膠和泡沫的碳足跡。Heartland和Bcomp還提供工程天然纖維增強(qiáng)劑，以解決整個(gè)制造業(yè)的可持續(xù)性問(wèn)題。

這種由Bcomp和KTM技術(shù)公司開發(fā)的天然纖維增強(qiáng)摩托車十字剎車罩強(qiáng)調(diào)了天然纖維可以生產(chǎn)可持續(xù)產(chǎn)品的方式

汽車行業(yè)降低原材料成本、重量和碳足跡的效率目標(biāo)，促使供應(yīng)鏈重新審視長(zhǎng)期使用和依賴的材料。例如，30%玻璃纖維填充尼龍的碳足跡并不是特別有吸引力，而尼龍是汽車制造的支柱。像工業(yè)大麻這樣的負(fù)碳輕質(zhì)纖維可以解決這個(gè)可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題。秘訣是要知道正確的配方可以創(chuàng)造出之前沒有出現(xiàn)的性能特性。

如今，天然纖維***適合用來(lái)增強(qiáng)玻璃和碳纖維，以創(chuàng)造獨(dú)特的機(jī)械性能。將具有高剛度特性的玻璃纖維與具有高模量特性的大麻纖維混合，可以創(chuàng)造前所未有的性能，重量更輕，碳足跡更低。大麻還可以用來(lái)代替滑石粉、碳酸鈣、炭黑和其他常用的礦物質(zhì)等添加劑。

對(duì)于那些沒有接觸過(guò)纖維素材料的人來(lái)說(shuō)，將天然纖維混合到傳統(tǒng)的熱塑性塑料中并不簡(jiǎn)單。如果沒有合適的添加劑，生物基材料和石油基塑料會(huì)出現(xiàn)粘結(jié)和性能問(wèn)題。例如，天然纖維填充尼龍的細(xì)微差別之一是材料的運(yùn)行溫度。通常情況下，尼龍的熔點(diǎn)接近天然纖維的降解點(diǎn)。知道如何找到這種溫度平衡意味著高性能尼龍和設(shè)施中篝火氣味間的區(qū)別。

尋求減少碳足跡的制造商可能會(huì)尋找更多使用天然纖維來(lái)取代傳統(tǒng)纖維和添加劑的機(jī)會(huì)。對(duì)許多公司來(lái)說(shuō)，從增強(qiáng)技術(shù)入手已經(jīng)成為他們涉足可持續(xù)材料領(lǐng)域的一種簡(jiǎn)單方法(而不必一頭扎進(jìn)去)。

對(duì)于大多數(shù)制造商來(lái)說(shuō)，未來(lái)幾年將出現(xiàn)的實(shí)質(zhì)性變化是基于已融入世界上大組織的可持續(xù)發(fā)展授權(quán)。這些可持續(xù)發(fā)展舉措大多是由《巴黎氣候協(xié)定》推動(dòng)的，該協(xié)定的成員國(guó)已著手要求各國(guó)到2050年實(shí)現(xiàn)凈零碳排放。各行各業(yè)的大公司也對(duì)合作伙伴和政府做出了類似的承諾。隨著美國(guó)證券交易委員會(huì)***近宣布了與氣候相關(guān)的信息披露，上市公司將被迫在其財(cái)務(wù)報(bào)告中報(bào)告其第1、2和3的排放量。

報(bào)告公司的第3范圍排放量將通過(guò)發(fā)生在價(jià)值鏈上下游的間接排放進(jìn)行量化。這一計(jì)算將包括制造商購(gòu)買的每磅原材料的碳足跡。這意味著，如果一家公司想向上市公司供應(yīng)材料或零部件，他們必須能夠提供碳足跡數(shù)據(jù)，以符合美國(guó)證券交易委員會(huì)的規(guī)定。

隨著這些要求在未來(lái)幾年逐步實(shí)施，原材料供應(yīng)商將必須有效地量化生產(chǎn)和分配每磅材料所需的二氧化碳。在短期內(nèi)，原材料供應(yīng)商應(yīng)該定位自己，幫助客戶超越他們的可持續(xù)發(fā)展要求。他們可以通過(guò)獲取可靠的生物材料供應(yīng)鏈來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，這些生物材料可以替代開采的石油基纖維和添加劑。長(zhǎng)期來(lái)看，隨著上市公司在2024和2025財(cái)年的分階段進(jìn)行，大的原材料供應(yīng)商需要準(zhǔn)備好碳足跡數(shù)據(jù)。

雖然對(duì)大多數(shù)公司來(lái)說(shuō)，獲取可靠的生物材料和生物化學(xué)品供應(yīng)鏈的問(wèn)題仍然存在，但ESG(環(huán)境、社會(huì)和治理)投資占美國(guó)管理資產(chǎn)總額的三分之一，大量投資被用于更有效的碳足跡解決方案。

幫助大的制造商使用低碳足跡的材料和技術(shù)的公司將在ESG驅(qū)動(dòng)的世界中獲勝。同樣，引領(lǐng)可持續(xù)材料創(chuàng)新的制造商和供應(yīng)商也將成為解決方案提供商。