分量隻有鋼的1/5，強度卻是其5倍以上。這種以樹木為质料的纖維能令汽車、電子部件更輕巧、更结实。假如本钱下降，得到遍及，這種资料乃至有望改寫资料產業的格式。

  在以金屬和塑料為干流的汽車、智能手機等產品的原资猜中，运用紙漿制造的新型资料——纖維素納米纖維（CNF）最近備受關注。

  這是一種通過分化造紙质料——植物纖維（紙漿）制成的超細纖維。1根纖維素納米纖維的直徑僅為3～4nm（1nm為10億分之1m），大約相當於頭發絲的2萬分之1。

  雖然紙漿自身並不堅硬，但實際上，構成紙漿的CNF根根結實。將這些CNF聚合在一起，就能制成強韌的资料。

  與鋼材比较，這種资料的分量隻有其5分之1，強度卻是其5倍以上。能进步電子機械和汽車部件的強度，並實現輕量化。

  向放入了造紙运用的紙漿的水中增加名為“TEMPO催化劑”的特别催化劑，並攪拌約2個小時后，紙漿被分化為直徑4nm的極細CNF，涣散在水中。白色的紙漿變成直徑比可見光波長還小的CNF，呈通明狀

  CNF的魅力不僅僅在於強度和輕量，還包含熱膨脹率低和溫度變化耐受力強。由於源自木質资料，因而运用后能够還歸土壤，构成的環境負荷小。并且還具備不易透過氧氣及水分的性質。雖說全国际都在開發這種资料，但日本在许多方面都處於領先位置。

  說起日本在整个国际擁有強大競爭力的纖維類新资料，最具代表性的當然是碳纖維。這種资料已經被用於飛機機體等，往后還有望推廣到汽車車體。那麼，碳纖維與CNF是否會成為競爭對手？答案是否定的。

  在強度上，碳纖維更勝一籌，但CNF由於简单彎折，用处非常廣泛。就汽車而言，碳纖維適合車體的輕量化，而CNF則適合保險杠、內飾、輪胎等樹脂和橡膠部件的輕量化，二者可用於不同用处。

  并且，造紙公司種植有大面積的森林，质料非常豐富。因而，CNF無需像石油資源那樣擔心质料干涸。

  现在，CNF资料還處於剛開始樣品供貨的階段，生產办法和用处還有待開拓。開發CNF的主導力气，是既擁有作為其质料的樹木，又擁有紙漿加工技術的造紙公司。日本的造紙公司在長年的紙張生產中積累了豐富的知識經驗，把極細纖維加工成膜狀的技術實力也位居国际前列。以日本造紙行業的龍頭老迈王子控股與位居第二的日本制紙為中心，開發競爭處於白熱化階段。

  有預測稱，到2030年，CNF的年市場規模將達到1500億日元。有機EL（電致發光）基板是有望运用這種资料的領域之一。

  简单發生溫度變化的有機EL基板過去运用的是熱膨脹率較低的玻璃资料，但玻璃简单破碎，所以很難量產大型產品。

  而假如运用樹脂代替玻璃，雖然易彎折、不易斷裂，但熱膨脹率大，耐受溫度變化的才能弱。假使採用CNF，就能够同時彌補玻璃和樹脂這兩種资料的缺點。

  現在，一些企業也在開拓能夠充沛發揮CNF“不易透過氧氣和水分”這一性質的用处。花王和凸版印刷有意將CNF用於包裝资料，现在正在研讨运用办法。

  比方，番笕等產品的氣味简单穿透包裝资料。假如把CNF涂改在包裝紙的外表，不僅能够有用的防备氣味釋放，還能阻礙空氣進入到包裝內部，避免氧化构成的產品劣化。

  CNF還有另一個特征。加工成膜狀后，CNF就會變成“通明紙”。能夠像紙一樣彎折，并且結實、通明。這一性質可在太陽能電池基板用处大顯身手。

  為了讓陽光毫無損失地照射到電池的元件，必須要运用透光资料。現在运用的玻璃等资料存在易碎的缺點。而CNF既通明又結實，由於彈性大，還適合在曲面上运用。

  CNF除了單獨运用之外，還能够少数摻入到其他资猜中來进步強度，最終發揮出輕量化的效果。

  汽車部件用处的輕量化需求大、產量也大。2012年秋季，王子制紙與京都大學教授矢野浩之等人协作，開發出了CNF含量在10％以上的新樹脂。與過去比较，一輛汽車运用的樹脂资料可減輕約20kg，從而使車輛輕20kg。

  還有研讨标明，增加CNF能增加橡膠的耐久性，住友橡膠工業等正在研讨將其應用於輪胎。除此之外，CNF還有或许代替汽車部件运用的大多數资料。

  還有大型化工廠在研讨在玉米澱粉制成的生物塑料和聚乳酸的纖維中增加CNF的办法。

  增加少数CNF作為強化资料后，即便把價格昂貴的生物塑料和聚乳酸的用量減少一半，強度依然能夠達到以往的水平。能夠在保存100％植物來源的特征的同時壓縮本钱。

  有一項技術使CNF的實用化有了严重突破，那就是東京大學教授磯貝明領導開發的运用催化劑的生產办法。

  一般的紙漿纖維的直徑約為20μm（1μm為100萬分之1m），由多條CNF構成。CNF與其他CNF緊密結合的才能很強，很難使其一一分離。

  磯貝教授等人研讨發現，一種名為“TEMPO催化劑”的特别催化劑具有分化纖維的效果。

  其原理為，向放在水中的紙漿增加TEMPO催化劑等物質，使其反應2個小時。然后進行攪拌處理，CNF的外表將會帶電。每一條CNF的外表都會帶有負電子，互相彼此排挤，當排挤力高於結合力的時候，就能成功分離CNF。

  這樣，直徑為4nm的均勻、極細的CNF就會涣散在水中。經過大約2個小時，當紙漿纖維悉数分化成CNF后，就會构成膠狀通明液體，成為CNF涣散劑。

  TEMPO催化劑的價格雖然高達1kg幾萬日元，但增加量僅為紙漿纖維的1％左右，對總本钱的影響很小。效果相同、本钱愈加低价的催化劑现在也處於研讨階段。

  與磯貝教授协作開發的公司有日本制紙、花王和凸版印刷。日本制紙將從2013年10月開始，開展运用TEMPO催化劑制造CNF的量產化試驗。預定在2015年之前實現商用化。 京都大學的矢野教授開發的制造办法同樣是關注的焦點。這是一種运用雙軸攪拌機分化纖維的技術。可見，圍繞CNF高效制造办法的開發競爭已經展開。

  作為一種新资料，CNF蘊藏著廣泛的或许性，但未來遍及的關鍵，在於进步生產功率、最大极限下降本钱。

  CNF涣散在水中构成的凝膠難運輸、難保存，是举高本钱的要素。假如能夠像紙張一樣制成薄膜，卷成卷，不僅能克服上述課題，還有望實現連續生產。

  2013年2月底，王子控股與三菱化學聯手，在整个国际首先运用抄紙技術制造出了CNF卷。

  其基礎是一般的抄紙技術，該技術是在直徑為微米級的細絲織的網上傾倒紙漿溶液，使紙漿挂在細絲上，蒸發掉水分后构成紙張。

  把這項技術應用於比紙漿還細的CNF存在諸多困難，可是，通過交融王子控股的造紙技術、薄膜加工技術，以及三菱化學的化學處理技術，困難方便的解决。

  王子控股研發本部的首席研讨員淺山良行說：“雖然不能介紹詳細技術，但能够泄漏是，通過改進設備，與開發之初比较，薄膜化需求的時間縮短到了幾非常之一。并且實現了連續生產，向商業化邁出了一大步。”

  對於CNF的本钱，東大的磯貝教授預測說：“隨著量產化研讨的推進，每公斤的生產本钱或許會跌破1000日元。”

  這相當於一般鋼材的10倍左右。乍看上去很像很貴，但CNF的分量隻有鋼材的1/5，強度卻是其5倍，考慮到在汽車等產品的輕量化中發揮严重效果的附加值，應該也不算太貴。

  在中國、韓國企業的追擊下，日本的鋼鐵、化學、造紙等资料行業正面臨著殘酷的競爭。日本企業必須要領先国际，開發出史无前例的高的附加价值资料，將其投入實用，以改變收益結構。

  從這個意義上來說，日本企業擁有眾多優勢的CNF備受等待。繼碳纖維之后，作為又一個來自日本的新资料，CNF能實現飛躍嗎？（日經技術在線！ 供稿）