全球首创！100%生物基碳纤维诞生：材料革命的绿色里程

2025年4月21日，韩国HS晓星先进材料公司联合美国化学技术初创企业Trillium，宣布成功实现100%生物基丙烯腈（ACN）聚合成聚丙烯腈（PAN）的技术突破。这一成果标志着全球首次以植物基原料完全替代石油基原料制备碳纤维前体，为材料科学领域注入绿色动能。据测算，基于该技术生产的高性能碳纤维，碳足迹较传统石油基产品有所减少，为航空航天、汽车制造、新能源等高耗能行业开辟了低碳转型新路径。

技术突破：从实验室到产业化的绿色跨越

碳纤维的核心原料聚丙烯腈（PAN）占全球碳纤维产量的90%以上，但其传统生产依赖石油基丙烯腈，导致资源消耗与碳排放居高不下。HS晓星与Trillium的合作颠覆了这一模式：通过纯植物基原料催化转化技术，转化为生物基丙烯腈，再经聚合工艺制得PAN。这一过程不仅规避了石油开采与炼化环节的高能耗，更利用生物质生长过程中吸收的二氧化碳抵消部分碳排放，形成“负碳”原料闭环。

值得关注的是，这款生物基碳纤维并非 “环保优先、性能妥协” 的产品。测试数据显示，其强度、刚性及耐久性与传统石油基碳纤维持平，部分指标甚至因植物基原料的分子结构特性略有提升，完全满足高端制造领域的严苛要求。

行业变革：多领域应用开启绿色转型

1. 汽车工业：轻量化与碳中和的双重突破

宝马、奥迪等车企已将生物基碳纤维应用于车身结构件，碳纤维的密度仅为钢的1/4至1/5，强度却更高。宝马i7通过将车门装饰板、中央扶手基础结构等部件替换为麻、洋麻、亚麻等天然纤维复合材料，结合生物基碳纤维的高强度特性，实现整车减重120公斤。与传统材料相比，天然纤维材料重量减轻30%-50%，直接降低了车辆能耗。

2. 航空航天：性能与环保的平衡艺术

波音787梦想客机机身中50%的结构采用碳纤维复合材料，若全面替换为生物基产品，单架飞机可大量减少碳排放。波音、空客则在支线飞机的舱内结构件中试点应用，通过材料轻量化降低飞行能耗。

生态革命：材料科学的可持续范式

生物基碳纤维的环保价值贯穿全生命周期：

原料端，若使用含碳生物质（如玉米、甘蔗），植物生长阶段会通过光合作用吸收二氧化碳。但此部分碳固定通常不计入产品生产阶段的碳足迹，而是作为原料的“生物碳”属性。

生产端，现有公开数据中，生物基丙烯腈的碳足迹优势主要体现在与石油基丙烯腈的对比上，使用生物基原料生产丙烯腈，可使碳足迹有所减少。

回收端，产品废弃后可通过热解回收碳元素，但回收技术尚处发展阶段，回收率多在60%-70%之间，且纤维性能可能下降。

“我们的目标不仅是商业化，更是用生物基技术重构整个材料产业链。”宋洛阳的宣言折射出行业变革的深层逻辑：当碳纤维从“石油依赖”转向“生物制造”，其应用边界将从高端装备扩展至建筑加固、风电叶片、氢能储罐等民生领域，真正实现“材料强国”与“碳中和”的协同发展。

结语：绿色科技的未来图景

100%生物基碳纤维的诞生，标志着人类在材料领域首次实现“性能突破”与“生态友好”的双重胜利。从实验室到产业化的五年征程中，HS晓星与Trillium的跨界合作，印证了“技术迭代+政策引导+市场需求”的三重驱动模式。当每一克碳纤维都承载着阳光与植物的能量，当每一辆汽车、每一架飞机都成为减碳的载体，这场材料革命正以绿色为底色，书写人类可持续发展的新篇章。