河北
泰国研究人员开发出一款原型高性能自行车轮胎，以天然蚕丝替代传统的尼龙织物增强材料。该团队将实验室规模的材料测试与中试生产规模的轮胎制造相结合。他们把一层蚕丝或尼龙织物夹在橡胶片之间，再用间苯二酚-甲醛-胶乳涂层把各层粘合在一起，制成天然橡胶复合材料。随后，他们用选定的复合材料配方制造出完整的自行车轮胎。
测试表明，与尼龙增强材料相比，蚕丝增强橡胶复合材料的拉伸强度更高，粘合性也更好。动态力学分析还显示，蚕丝增强复合材料的能量损耗更低，表明在反复变形下产生的热量更少。该研究发表在《ACS Omega》期刊上。
他们把这款蚕丝增强轮胎原型与尼龙增强对照轮胎做了对比，后者采用相同的基本结构和橡胶配方制成。蚕丝增强轮胎的重量减轻了约10.5%，并且：
- 续航能力提升29%；
- 防刺穿性能提高57%；以及
- 帘线拉伸强度提升143%。
这种蚕丝增强轮胎还表现出明显更强的橡胶胎面与增强帘线之间的粘合强度。
研究人员认为这一优异表现得益于蚕丝纤维的结构及其与天然橡胶的相互作用。蚕丝含有蛋白质分子基团，能够与天然橡胶中的成分相互作用，而其细密的纤维结构有助于改善复合材料界面间的应力传递。
扫描电子显微镜显示，涂层蚕丝织物与橡胶基体之间接触良好，界面处几乎看不到空隙。蚕丝纤维的结构也比尼龙纤维更细密，这可能是增强效果更好的原因之一。
该团队还进行了一项闸到闸（gate-to-gate）生命周期评估，比较了生产一千克蚕丝增强和尼龙增强轮胎材料所需的材料投入。
在评估范围内，在所考察的四个类别中，蚕丝增强轮胎的影响均较低。其全球变暖潜势估计值为0.79千克二氧化碳当量，而尼龙增强轮胎为5.06千克。其化石资源消耗、臭氧消耗潜势和光化学氧化潜势也较低。
该评估仅涵盖轮胎生产设施内的材料投入。评估范围不包括上游原材料提取、工厂能源消耗、轮胎使用或报废处理。因此，环境结果应理解为在这一限定边界内的比较，而非完整的生命周期比较。
该研究表明，天然蚕丝不只是合成增强材料的可再生替代品。在这个原型轮胎中，它改善了多项机械和轮胎性能指标，同时还减少了研究中测算到的环境影响。
研究人员指出，还需要进行更长时间的户外测试。未来的研究还需要考察真实骑行条件下的性能、更大规模的生产以及进一步优化蚕丝与橡胶之间的结合力。
更多信息： Nantinee Choosang 等，可持续橡胶复合材料增强蚕丝织物用于高性能自行车轮胎的开发：材料表征与原型测试（Development of Sustainable Rubber Composites Reinforced with Silk Fabric for High-Performance Bicycle Tires: Material Characterization and Prototype Testing），ACS Omega（2025）。DOI: 10.1021/acsomega.5c05422
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