人類歷史上，每個時代的躍進都伴隨著一個新材料的誕生，而碳纖維被認為是下一代科技發展的重要材料，具有比鋼更輕盈、同時更堅韌的特性。近年，碳纖維已開始出現於我們周遭的產品中，用以製造腳踏車車架、高爾夫球具，高級跑車等等。但現在受限於其製程之原物料：聚丙烯腈（ Polyacrylonitrile ）的價格過高的因素，一直無法量產。但日前，一組團隊的研究成果，有望打破此項困境。
丙烯腈
目前合成丙烯腈的方法，通常是經由昂貴的觸媒，將丙烯經由氨氧化反應（ Ammoxidation）生成。此反應會耗散掉許多廢熱，而且會生成有毒的副產物，如：乙腈（ Acetonitrile ）。同時，因為丙烯的主要來源為石油，而造成丙烯腈的價格高昂且波動不定，導致碳纖維成本也受到影響。
而研究團隊最近成功以植物，特別是人類無法使用的部分：玉米稈、麥稈等等部位，作為原料，先將其製成糖類後，再經由微生物合成為 3 – 羥基丙酸（ 3 – Hydroxypropionic acid ），最後經觸媒反應生成丙烯腈。此合成方法，不僅提高產率，同時也解決了廢熱與有毒副產物的問題。更重要的是，這方法擺脫了受石油價格限制的問題。
未來發展
美國再生能源實驗室（ National Renewable Energy Laboratory ）的格雷克·貝克漢姆（ Gregg Beckham ），同時也是此論文的共同作者之一，解釋：「如果能夠透過較佳的丙烯腈合成方法穩定其價格，碳纖維的價格也許能得以降低。」
而目前研究團隊正與多家企業合作，試圖將此製程方法應用到大量生產的工廠線上，合成出丙烯腈並後續製成碳纖維。也許有望突破當前碳纖維價格因素的困境。
參考資料：
- Karp, E. M., Eaton, T. R., Nogué, V. S., Vorotnikov, V., Biddy, M. J., Tan, E. C., . . . Beckham, G. T. (2017, December 08). Renewable acrylonitrile production. Retrieved January 16, 2018.
- Deaton, J. (2018, January 12). Scientists are making carbon fiber from plants instead of petroleum. Retrieved January 16, 2018. POPSCI