东丽（TORAY）最近把碳纤维的强度比以前提高了1成以上，10年来首次刷新全球最高强度。这是技术人员反复摸索和60多年来传承的“秘传绝技”结出的硕果。目标是到2026年用新技术实现量产，据说理论上还能使强度再提高两成以上。

日经中文网报道，2024年1月底，在东京都内举行的展会上，碳纤维新产品“TORAYCA T1200”向大众公开。黑线一圈圈缠成束状后，外观和以往的产品没有太大区别，但是拉伸强度（这是避免材料破损的标准）为8兆帕（GPa）。每平方毫米可承受约800千克的拉力，比2013年上市的强度为7兆帕的“T1100”高出1成以上。

碳纤维比铁和铝更轻，强度更大。与树脂等混合后作为复合材料使用，能使飞机和汽车的重量减轻，需求在全球范围内增加。如果强度提高，不仅有助于进一步减轻重量，而且有望开拓新的用途。三菱化学集团2017年也推出了拉伸强度为7兆帕的产品。对于从数字上来说技术水平被赶上的东丽而言，进一步提高强度是10年来一直面临的课题。

在此次T1200碳纤维的研发工作中，担任领导职务的是复合材料研究所的主任研究员渡边润。他2009年入职东丽后，获得了碳纤维博士学位，拥有公司内部顶尖的知识和技术。

虽然瞄准超过2013年上市的老产品的8兆帕强度持续推进研究，但一直无法实现这样的强度。“为什么强度上不去？”面对研究所上司的追问，渡边润感到发愁。“已经尽最大努力了。到底该怎么办才好”（渡边润）。

渡边润选择的提高强度的方法是先仔细观察眼前的碳纤维，然后再追究原因。在滋贺县的研究所里，使用全球只有几台、比成年人个头还要高的最新型显微镜，在纳米层面上使碳纤维的晶体和结构实现可视化，并进行了分析，这成了突破口之一。

在全球最先进水平的超高清条件下成功观察碳纤维，并使用分析出来的结果，在纳米层面上控制晶体结构，故意制作出了“晶体混乱的内部结构”。据称通过这种方法，找出了施加外力时内部比以前产品更难破坏的结构，从而得以提高强度。

如果一种方法陷入僵局，就寻找其他方法。渡边润历经数年反复摸索出来的手法，也是东丽在碳纤维研发中积累起来的诀窍之一。

碳纤维的主流制造方法是，把用高分子材料丙烯腈制成的丙烯酸纤维结成丝束，在炉中加热后与树脂等混合制成。东丽自1961年开始研究碳纤维，1971年推出了在全球首次商业生产的“T300”碳纤维。

在实验中对碳纤维施加力，并反复查找易损坏的缺陷部位，通过修复缺陷来提高强度。1979年进入东丽，从事碳纤维研发30多年的公司顾问吉永稔表示：“当时测试方法的经验不足，只能测试拉伸强度”。

转机是1981年希望减轻飞机重量的美国波音公司提出了开发请求。在飞机材料中，除了拉伸外，有时还有弯曲、压缩等作用力。波音公司严格要求对强度进行彻底调查。

吉永稔说：“我之前就从学术领域知道存在各种测试方法。但具体的测试方法最初是从波音那里学到的，让我受益匪浅”。东丽汇总出了逐一调查原料丙烯腈、丙烯酸纤维、烧结方法等问题所在，确定问题点并进行修正的方法。检查项目不断增加，现在已达到约30种。对于这项绝密技术，吉永稔说：“细节不能向外透露”。

1983年之前，作为被称为“二次结构材料”的飞机部分材料，碳纤维逐步被波音和空中客车采用。东丽还致力于在更大的部件——机翼及机身等一次结构材料中采用碳纤维。在与对手激烈竞争之后，东丽1990年凭借“T800H”首次获得波音一次结构材料的认证。

金泽工业大学的碳纤维专家影山和郎教授认为：“除了性能优良，易成型等方面也受到了好评”。至今，波音仍是东丽的重要客户。了解当时情况的行业内人士表示：“如果当时失败了，现在的东丽也许就不存在了”。

东丽对外公布成功开发出T1200是在2023年10月。渡边润表示：“已开始供应样品，希望3年内实现量产”。同时他也已着手开发下一项技术。吉永稔表示：“还有增长空间。拉伸强度必须达到10GPa”。要比现在进一步提高25%。

东丽碳纤维的全球份额接近4成，按复合材料计算已成为销售额约2900亿日元的一大业务。目前中国和韩国厂商也在提升技术实力，中韩厂商的市场份额在过去几年急剧增长，从约1成增长到2成左右。为了保持全球第一的地位，东丽继续传承绝技也变得重要。