隨著未來汽車向自動駕駛和數字連接方向發展，承載這些車輛的輪胎也有望提升其智能化和電子化水平。然而，輪胎的螺母和螺栓——它們的化學和物理構成——也可能會通過新材料和組合物而發展。

材料科學是輪胎開發的一個領域，該行業近年來表現出了令人難以置信的獨創性和毅力。雖然石油、鋼鐵和各種纖維將繼續用于輪胎的成分，但許多替代品——大豆、蒲公英、西紅柿、苔蘚等等——正在研究并用于未來可能的產品。

對于輪胎工程師來說，這是一個值得驕傲的時刻，因為誕生于化學實驗室的材料技術一路走向商業化并在新產品中實施。獨特的突破性材料有助于推動特定公司或整個輪胎行業的積極發展，但事實仍然存在——含有值得注意的成分的輪胎仍必須具有同等或更好的性能水平。

輪胎中獨特材料的一個更重要的例子是固特異在豆油方面的工作。它代表了替代輪胎中石油基油的一個重要里程碑，并提供了一個強有力的可持續性和科學故事，有助于減少不可再生石油基產品的使用。

該公司與聯合大豆委員會合作推進該項目，使其不僅僅是一個愿景;固特異在市場上有多種含有大豆油的消費輪胎，并計劃將該技術擴展到其他領域。

二氧化硅在輪胎中的廣泛使用，現在非常普遍，隨著替代原材料的另一個例子而擴大。由大米加工的副產品殘留稻殼灰制成的二氧化硅產品可以提供與砂基二氧化硅相似的性能。生物基來源有助于減少進入垃圾填埋場的廢物，并且已經由固特異和稻殼灰二氧化硅加工商帶頭努力。最近，像這樣的努力讓固特異開發了一種由 90% 的可持續材料組成的示范輪胎。

與炭黑一樣基本的輪胎組件也正在研究中。回收的炭黑為減少該行業對石化產品的依賴提供了機會，米其林和普利司通已聯手圍繞這種可能性達成共識。

兩家公司認為，可以通過回收輪胎中的部分材料來替代部分傳統炭黑。他們概述了一條可能重復利用輪胎和其他橡膠產品中的炭黑的途徑。

通過回收炭黑和其他舉措，米其林證明了使用可持續材料生產輪胎的能力。該公司聲稱今年已在其部分摩托車輪胎中使用 40% 或更多的可持續材料整合。這推動米其林朝著其目標邁進，即到 2030 年在其所有產品系列中平均使用 40% 的可持續材料。

普利司通也通過在賽車輪胎中使用銀膠菊，在實際輪胎中使用了突破性材料。某些比賽輪胎使用替代天然橡膠，由生長在美國西南部的耐熱沙漠灌木制成。

普利司通認為，銀膠菊橡膠有可能產生持久的經濟影響，可以減少能源消耗，并帶來與運輸海外采購的天然橡膠相關的其他環境效益。在 2012 年啟動銀膠菊計劃后，該公司繼續將資源投入銀膠菊研究和商業化。

另一種作為輪胎材料替代品而受到廣泛關注的有趣植物材料是俄羅斯蒲公英，被稱為 TK 物種。多年來，各種輪胎公司和公私合作伙伴關系在這項技術上取得了進展。

Continental Tyre 和 Apollo Tyres 都使用蒲公英橡膠制造自行車輪胎。阿波羅參與了一個歐洲財團，該財團于 2014 年開始建立蒲公英橡膠的生產鏈，從植物的種植開始。

大陸集團已與多家組織合作生產和測試胎面由 100% 蒲公英天然橡膠制成的輪胎。該公司相信它可以在 10 年內制造基于蒲公英的消費輪胎，并報告了蒲公英卡車輪胎的“有希望的”測試。

挑戰在于種植、種植和收獲足夠的 TK 種蒲公英乳膠，以產生合理的影響。優點很明顯;橡膠樹通常需要七年才能生產出橡膠生產所需的乳膠，但蒲公英每六個月就可以收獲一次。它們也能適應其他氣候，而橡膠樹只能在赤道周圍被稱為“橡膠帶”的地區茁壯成長。

全球模型顯示，市場對天然橡膠的需求將超過生產能力，這將導致原材料價格波動和潛在短缺。

這一發現引起了美國政府的注意，并開始支持蒲公英橡膠的研究。固特異于 2022 年初宣布與美國國防部和空軍研究實驗室合作開發蒲公英橡膠的國內來源。該協議與天然橡膠相吻合，天然橡膠被歸類為“戰略原材料”，是軍用、飛機和卡車輪胎的關鍵成分。

目標是使用蒲公英橡膠制造軍用飛機輪胎，這些輪胎將由固特異與俄亥俄州賴特-帕特森空軍基地合作制造和測試。如果額外的測試產生良好的結果，蒲公英橡膠就有可能用于所有輪胎應用。

在其他地方，明尼蘇達大學的研究人員正在研究一種用樹木和草生產汽車輪胎的技術。該項目涉及制造異戊二烯(一種天然橡膠單體)的化學過程，該大學聲稱從樹木和草中生產生物質在外觀和性能方面與目前的輪胎相同。許多輪胎公司也在異戊二烯替代領域開展工作。

作為公私合作的另一個例子，住友橡膠工業公司正在與日本的兩所大學合作，以提高天然橡膠產量和新的天然橡膠品種——通過一種從西紅柿中提取的酶。該公司于 6 月在德國舉行的國際橡膠大會上宣布了這一消息。

對于輪胎材料領域更極端的想法，請考慮固特異近年來在日內瓦車展上展示的未來概念。這包括“Oxygene”，這是一種由回收的輪胎灰塵制成的 3D 打印輪胎，胎壁上有活苔蘚;“reCharge”，它使用可再生胎面的可更換膠囊;以及“Eagle 360 Urban”，這是一個由仿生皮膚和變形胎面制成的球體。

這有很多要掌握的。

展望未來 10 年或更長時間，輪胎性能標準將是最重要的，相同的項目——滾動阻力、重量、全季節與冬季抓地力、抗穿刺性、胎面壽命——將很重要。是的，性能預期正在增加，沒有任何取舍，但輪胎制造商通過創造性的方式推進材料科學，走在了潮流的前面。