在全球化工業(yè)的版圖中，天然橡膠始終占據著舉足輕重的地位。在近日舉行的全國輪胎行業(yè)會員大會暨興達生態(tài)創(chuàng)新發(fā)展論壇上，中國科學院長春應用化學研究所研究員郇彥表示，在中國科學院C類先導專項等支持下我國仿生合成橡膠取得突破，仿生合成橡膠綜合性能已經達到進口高標號煙片膠水平，是最接近天然橡膠的人工合成橡膠。

仿生合成橡膠為何而生？資源困局倒逼技術革命

據了解，作為全球大宗工業(yè)原料中僅存的農產品，這種源自熱帶雨林的白色乳汁，憑借著高彈性、抗撕裂和耐疲勞等特性，不僅支撐著國防軍工、經濟建設的龐大體系，更滲透到人類日常生活的方方面面。

然而，我國天然橡膠產業(yè)正面臨嚴峻的供需失衡困境，受自然條件限制，國內產量遠不能滿足需求。據統計，2024年我國天然橡膠產量約為76萬噸，全年消費量卻高達635萬噸，進口量占比超 80%，自給率長期不足15%。按1/3的安全警戒線計算，我國需具備211萬噸天然橡膠儲備，而目前極限產能僅為86萬噸，供需缺口巨大。

天然橡膠的國防價值更不容忽視。郇彥指出，朝鮮戰(zhàn)爭期間，我國曾因西方禁運陷入天然橡膠短缺困境，必須走上自力更生之路。如今，全球主要國家仍將其列為戰(zhàn)略儲備物資——美國將其納入國防原料清單，歐盟列入關鍵原材料目錄，我國《國家戰(zhàn)略應急物資儲備目錄》也將其置于重要地位。與此同時，天然橡膠產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展正面臨多重挑戰(zhàn)。天然橡膠種植過程中對環(huán)境不可避免地會產生負面影響，而勞動力短缺與經濟價值低下等考驗也不容忽視。

如何實現技術突破？從分子仿生到性能對標

我國科研人員在仿生合成橡膠研究領域歷經長期探索，取得了令人矚目的成果。長春應用化學研究所通過深入解析天然橡膠的分子結構與性能特點，采用合成類生物分子并結合橡膠分子工程設計，成功設計出不同分子結構的仿生合成橡膠。同時，通過聚合物化學改性，合成末端功能化橡膠并與類生物分子接枝，實現了化學結構仿生，且該制備方法適用于工業(yè)化生產。

仿生合成橡膠與天然橡膠對比如何？是否能滿足使用需求？

研究人員以航空輪胎作為應用目標，推動關鍵材料技術的突破。據介紹，航空輪胎代表輪胎工業(yè)領域的最高技術水平，對橡膠材料的性能要求極為嚴苛，包括大承載、低生熱、高耐磨以及抗沖擊等基本技術指標。在無數次實驗與優(yōu)化后，仿生合成橡膠在航空輪胎的應用測試中表現出色。其制成的航空輪胎膠面、胎體和下膠面橡膠核心性能與天然橡膠幾乎無異，部分數據甚至略高于天然橡膠。

“在耐疲勞性能對比中，仿生合成橡膠的優(yōu)勢更加明顯。在相同應變條件下，仿生合成橡膠的疲勞壽命明顯優(yōu)于天然橡膠；在相同應變能密度條件下，仿生合成橡膠的疲勞壽命同樣優(yōu)于天然橡膠。”郇彥表示，同時，仿生合成橡膠在裂紋擴展的主體階段展現出比天然橡膠更優(yōu)的抗裂紋擴展能力，其耐磨損性能也更出色，能夠適應工廠現有的加工設備。

目前，仿生合成橡膠千噸級中試裝置已經建設完成，開車成功，制出合格的仿生合成橡膠。這標志著我國仿生合成橡膠技術在規(guī)?；a方面邁出了重要一步。

仿生合成橡膠的優(yōu)勢在哪？環(huán)境、經濟與社會多維助力

“仿生合成橡膠的誕生不僅破解了戰(zhàn)略材料困局，更在環(huán)境保護、產業(yè)升級與民生改善領域釋放多重紅利?！臂◤┱f。

在環(huán)境保護方面，傳統天然橡膠種植產業(yè)存在諸多弊端。大面積種植天然橡膠易引發(fā)干燥氣候，橡膠林對霧中水分的截留能力較差，導致種植區(qū)氣候從濕熱轉向干熱。同時，天然橡膠種植還會降低土壤養(yǎng)分保持率，引起水土流失，使土壤變得貧瘠，養(yǎng)分保持效益僅為天然林的47%。此外，橡膠林的水分流失量和土壤流失量分別是熱帶雨林的3倍和53倍，對熱帶雨林的生物多樣性也造成了嚴重破壞。為此，歐盟提出了“零毀林法案”（EUDR），杜絕通過砍伐熱帶雨林而改種天然橡膠的行為，保護環(huán)境和自然生態(tài)。

“而仿生合成橡膠產業(yè)的發(fā)展，能夠減少對天然橡膠種植的依賴，進而緩解這些環(huán)境問題，釋放土地，用于生態(tài)涵養(yǎng)或改種其他經濟作物，以此實現生態(tài)系統的修復與平衡。”郇彥指出。

從經濟角度來看，仿生合成橡膠具備一定優(yōu)勢。首先，批次一致性。其質量穩(wěn)定性使下游企業(yè)便于下游企業(yè)進行質量控制，提高生產效率與產品合格率。其次，仿生合成橡膠沒有天然橡膠的氣味問題，降低了輪胎廠的環(huán)保壓力與治理成本。再者，仿生合成橡膠所采用的原材料異戊二烯為石油煉化產品，供應穩(wěn)定且易獲取。整個產業(yè)鏈自主可控。此外，仿生合成橡膠的優(yōu)化升級迭代周期短，能夠根據下游市場的多樣化需求快速開發(fā)出系列牌號產品。更重要的是，隨著規(guī)?；a的推進，仿生合成橡膠的成本將進一步降低，在市場上更具競爭力。

從社會層面來看，仿生合成橡膠的發(fā)展將帶來諸多積極變化。天然橡膠收割時間黑白顛倒、從業(yè)人數逐年降低等問題。不規(guī)律的作息導致膠農身體疲勞、健康受損，同時橡膠收割面臨勞動力短缺的挑戰(zhàn)。而仿生合成橡膠產業(yè)的發(fā)展，有望讓膠農擺脫以往勞作模式。同時，土地的釋放與產業(yè)更迭將提升土地產出價值。