用品新科技(10)：蒲公英里开出轮胎来？

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网易汽车9月22日报道 从蒲公英里开出轮胎来？也许诸位看官都会骂编辑逗比，今天要为大家介绍的是从以蒲公英为代表的其他植物里提取出天然橡胶的技术研究，这一技术有望取代从橡胶树上提取的橡胶，让“蒲公英”变成未来轮胎制造所需天然橡胶的可持续来源。

蒲公英橡胶技术的历史

首先我们先了解一下这项研究的发展历史：早在2007年，固铂和普利司通就在美国俄亥俄州开展了一个蒲公英提取橡胶的试验项目。随后荷兰女科学家英格丽德·范德梅尔领导的研发项目是2008年起步的，印度的apollo轮胎公司和捷克的拖拉机轮胎制造商mitas是其商业合作伙伴。

德国大陆集团联合明斯特大学，自2010年底开始对蒲公英橡胶开展研究。项目组的生物化学家们发现了一种能使蒲公英胶乳快速凝聚的酶，他们成功地将这种酶“切断”，使胶乳实现自由流动并脱脂。目前，项目组已将提取得到的蒲公英橡胶用于试制轮胎和其他橡胶配件。专家们希望，蒲公英不久在德国也能被列为经济作物，蒲公英橡胶在未来能满足德国橡胶需求量的1/10。

随后在2011年，福特发布消息与美国俄亥俄州立大学联合进行了此方面的研究，俄亥俄州立大学的农业研究与开发中心（ARDC）主导了适合汽车应用的是俄罗斯蒲公英Taraxacum kok-saghyz（TKS）的栽种和实验，同期进行研究的还有银胶菊（生长在美国西南部的一种灌木）。之后福特汽车公司已将蒲公英橡胶作为抗冲改性剂掺加到塑料中，用来制造汽车用的杯架、地垫和内饰。该公司表示，他们一直在寻找一种绿色低碳且可在本地取得的新型可持续车用材料，而蒲公英橡胶非常符合福特汽车公司的要求。

之后2012年，日本普利司通公司与美国俄亥俄州立大学合作，用自主开发的提胶技术，成功地从哈萨克斯坦等地原产的蒲公英根部提取出制作轮胎用的天然橡胶，并查明了这种蒲公英橡胶的物理性能。下一步的分工和计划是：力争在2014年前，普利司通用蒲公英橡胶完成轮胎试生产，俄亥俄州立大学开发出大规模种植俄罗斯蒲公英的技术；并且在2020年以后将蒲公英橡胶轮胎投入实际使用。

同期在国内，山东玲珑轮胎股份有限公司与北京化工大学签署了合作开发蒲公英橡胶协议，这标志着中国开始进入蒲公英橡胶研究领域。由于传统天然橡胶来源的限制以及石油资源的紧缺，蒲公英橡胶草橡胶有着巨大的应用前景。蒲公英橡胶草又称青胶蒲公英，草根中的橡胶成分质量分数达0.2以上，且橡胶品质优良，在工业上的利用价值不次于巴西橡胶树橡胶。

这也不是人们第一次期望这两种作物替代橡胶树了。早在一百年前，银胶菊就曾经被小规模种植用于提取橡胶。在第二次世界大战爆发的时候，日本占领了当时主要橡胶产地东南亚，阻断了大多数天然橡胶的供应，为了保证天然橡胶的供应安全，美国和前苏联分别尝试了大规模种植银胶菊和俄罗斯蒲公英并从中提取橡胶，前苏联甚至的确把俄罗斯蒲公英提取的橡胶用到了一些卡车的轮胎上。只不过普及一个作物的种植需要的时间很长，等到相关工作都准备好了，战争已经结束了。因为当时从这两种作物的产量很低，廉价劳动力的时代收集胶乳也远不如从橡胶树上收割直接方便，所以得到的橡胶产品成本比较高，无法与重新恢复的天然橡胶供应以及新兴的合成橡胶来竞争，相关技术只好被束之高阁。

可用来替代橡胶树的植物都有哪些？

据文献报道，地球上有2000多种植物可以提取橡胶，截至目前为止，人们发现用于工业橡胶的植物主要有三叶橡胶树、杜仲树（含叶林杜仲）、蒲公英草和银胶菊，最近也有关于橘皮油、甘蔗发酵提取橡胶用于轮胎的报道，随着研究的不断深入，新的橡胶资源或将继续问世。

杜仲树是世界上适应范围最广、发展潜力最大的优质胶源树种。世界95%以上的杜仲资源在中国。杜仲的果、叶、皮中均含有丰富的杜仲胶,其中叶含胶2-3%，籽含胶12-18%，皮含胶6-10%。采用果园化种植模式，每公顷可产杜仲籽3600-4500公斤，籽油可以用来制取高级食用油、保健品、美容化妆品等；籽壳、叶和皮在提取绿原酸、桃叶珊瑚苷等医药、保健活性成分后，用于提胶，每公顷可产胶600公斤以上。日本、美国和俄罗斯等国家对杜仲种植均进行过一系列研究和实践。日立造船公司已分别在中国和美国申请了有关杜仲生物聚合物提取方法的专利，日本大阪大学已开展多项杜仲应用研究课题。美国也有公司在我国申请了杜仲胶用于牙科材料的专利。

银胶菊（Parthenium hysterophorusL）为菊科银胶菊属一年生草本植物，原产于墨西哥和美国南部半沙漠地区，18世纪墨西哥印第安人发现可从银胶菊中提取橡胶物 质，就尝试用银菊胶来制作游戏用的皮球。2012年初，普利司通和固铂轮胎公司先后宣布进行银菊胶用于轮胎制造的研究工作。但也有研究认为，银胶菊植株体 表的微细状体和花粉对人类及动物有害，可引起过敏性鼻炎、过敏性皮炎等，也可引起肝脏和遗传病变。银胶菊对其他植物也会产生较强的化感作用，危害入侵地的 植物生态平衡。目前对银胶菊的化感作用、花粉毒性以及银胶菊生物防治等方面的研究正在进行中。

俄罗斯蒲公英（橡胶草），拉丁文名为“Taraxacum kok—saghyz”（TKS），其根须具有加工成为NR的潜力，其产品可用作轮胎包括胎侧、胎体和胎面部位的聚合物。俄罗斯蒲公英的外观与普通的蒲公英相似，但其根须系统更为复杂。早在上世纪初，欧洲一些国家如法国、芬兰、瑞士、匈牙利以及捷克等国家的科学家就开始了蒲公英种植和提胶的研究工作，并提出了蒲公英含胶量12%的理论。哈萨克斯坦广阔田野中生长着大面积的野生蒲公英，且今后也可以人工种植蒲公英，哈萨克斯坦有望成为蒲公英橡胶生产大国。哈萨克斯坦的科学家希望，今后哈萨克斯坦不仅要向科技发达国家出口能提取橡胶的蒲公英根茎，而且还将出口从蒲公英中提取出的天然橡胶和橡胶制品。相比于三叶橡胶树需要5~7年才能割胶，蒲公英从播种到收获仅需1年的时间，所以蒲公英橡胶被工业界认为是缓解天然橡胶供应不足的一种技术方案。

为什么要替代橡胶树？

目前几乎所有的天然橡胶都是从一种原产南美的橡胶树上采集的。这种天然橡胶有很独特的性质，至今也不能被合成橡胶所替代。实际上，天然橡胶在橡胶供应中所占的比例，已经从上世纪七八十年代的百分之三十逐渐上升到现在的超过百分之四十，年产量已经超过一千万吨，广泛应用到超过四万种产品中，成为人们日常生活不可或缺的必需品。不过，天然橡胶一直存在着供应危机。

最大的问题就是天然橡胶的来源单一，而单一的物种的抗病性并不好，一旦遭受毁灭性的病虫害打击，就会导致天然橡胶的大规模减产。目前全世界九成的天然橡胶产自亚洲，在原产地南美反而没有形成产业，部分原因就是南美有一种可以迅速传播的南美叶落病，可以导致工业规模的橡胶林大规模减产，从而使得在南美进行大规模天然橡胶生产的尝试都以失败告终。由于这种病害对天然橡胶产业的危害很大，早在上世纪五十年代，世界的天然橡胶生产组织就采取严格措施防止这种病蔓延到南美洲以外的地区。不过，尽管人们采取的措施不少，但是人为的控制总会出现漏洞的，而能够抵抗这种疾病的新的品种却迟迟没有培育出来，所以天然橡胶生产一直受着这种疾病的威胁，存在着忽然大规模减产的可能。

除了产地、抗病的原因，生产周期的时间也是一个比较重要的因素，三叶橡胶树需要五到七年才能割胶，而上面介绍的替代物杜仲树的成活时间也比较长，成活就需要十几年，之后方可以用于利用。

而蒲公英和银胶菊如果研究成功，仅需一年时间就可以收获并提取橡胶，同时蒲公英根部生产橡胶对于气候的依赖远远低于橡胶树和杜仲树，相应的种植要求也非常低，尤其是对尚未开垦的地区来说，这将是一个潜在的机遇。通过在离生产基地相对较近的区域种植蒲公英，还能大幅度降低物流费用及对环境造成的负担。

目前蒲公英提取橡胶技术已经发展到哪步了？

目前德国和美国的研究团队都表示已经可以试验性的将从从蒲公英根部提取的天然橡胶用于轮胎生产，这些研究机构包括在下面视频中提到的德国弗劳恩霍夫分子生物和应用生态学研究所，而德国大陆集团也正因为此项研究而获得了今年的GreenTec Awards 2014，而美国俄亥俄州立大学和普利司通的合作也表示今后几年里，含有蒲公英橡胶成分的轮胎将开始在公路上进行测试。

目前美国研究团队的小规模试验显示，其培育的二代蒲公英品种在封闭的理想试验环境中，年橡胶产量可达1500公斤/公顷。这与东南亚国家最好的橡胶树种植园的产量已不相上下了。德国研究团队在开放的试验田里种植的蒲公英，年橡胶产量最少也能达到500公斤/公顷，其目标是把这个数值提升至1000公斤/公顷。

未来数年内，我们或许可以看到更多的蒲公英橡胶轮胎，通过寻找新的物种扩大天然橡胶的生产，通过生物工艺生产合成橡胶的单体，橡胶的生产就有可能实现完全可再生、可持续。