生态汽车是指汽车按照全生命周期理念，从源头减少环境污染，在汽车的设计开发阶段系统的考虑原材料的选用、制造、生产、使用、处理等各个环节可能对环境造成的影响，力求汽车在全生命周期中最大限度降低资源消耗、尽可能少用或不用含有有毒有害物质的原材料，从而减少污染物产生和排放，实现环境的生态和谐。而生物基复合材料的应用是汽车实现生态设计的重要手段。

    生物基材料是指以可再生资源（如农作物、废弃物、树木、其他植物及其残体和内含物等）为原料，通过生物合成、生物加工、生物炼制过程获得的生物质合成材料、生物质再生材料和基础化工原料。

    相比于传统的石油基材料，生物基材料具有降低原料成本等优势，因此，生物基材料正成为未来汽车材料发展的一大趋势。近几年来，各大汽车巨头以及原材料供应商也纷纷针对汽车巿场，定向专业地开发用于汽车加工的生物基材料汽车零部件，为汽生态汽车理念注入新的活力。

    生物基材料在汽车上的应用方式主要分为三种：一是生物基材料传统应用，如木质内饰、棉纺织品和皮革座椅等；二是生物基原材料加工成聚合物，该生物基聚合物具有与传统石油基塑料相类似的性能；三是生物基材料作为增强材料或填充材料与树脂制备成复合材料。

    生物基材料的传统应用主要是指直接应用生物基原材料而无需复杂的生物合成或化学合成作用。如利用木材制备汽车实木面板，利用天然橡胶制备汽车轮胎、油管以及传动带等，利用动植物油制备齿轮润滑油和车身涂料，利用棉花制备汽车棉纺制品内饰，利用动物的皮毛制备汽车皮革内饰等。原料来源可再生，能够完全降解，而且在使用过程中对人体无毒无害，属于比较理想的汽车用材料。

    生物基聚合物

    生物基聚合物经过植物糖的转化或微生物代谢生产可以替代石油基塑料的生物基聚合物，如聚乳酸（PLA）、聚羟基脂肪酸酯（PHA）、丁二酸丁二醇共聚物（PBS）、聚己内酯（PCL）以及淀粉基塑料等，该生物基聚合物具有和传统石油基塑料相类似的性能，且可以采用同样的成型工艺，如可以采用注塑、挤出、模压、吹塑、发泡以及热成型等。

    聚乳酸是一种应用较广泛的热塑性生物树脂，其主要是由玉米、甘蔗、土豆等含淀粉农作物经糖化转变为葡萄糖，再由葡萄糖发酵生成乳酸，再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸。聚乳酸的合成方法主要有直接聚合法和开环聚合法两种。

    荷兰Corbion-purac公司开发了Plantura系列高耐热聚乳酸化合物，具有耐热性高达140℃，耐冲击性，耐紫外性，高光泽和优异的可着色性以及尺寸稳定性等良好性能，可以替代大部分聚酯（PC、PET、PBT）、聚苯乙烯、聚烯烃以及聚酰胺。并应用该材料制成了汽车空气滤清器外壳以及汽车内饰部件，其中PLA生物基材料汽车空气滤清器外壳经过15万公里实车测试，而且未出现任何问题。而且荷兰Corbion-purac公司已经研发出用农作物秸秆等废弃物替代可食用农作物生成聚乳酸，这能够很好的解决有关粮食问题的争议，并且能够大规模生产。

    聚羟基脂肪酸酯（PHA）主要是由细菌通过新陈代谢形成，用于生产其主要原料为玉米、甜菜、甘蔗等农作物。PHA兼具有良好的生物相容性能、生物可降解性和塑料的热加工性能，目前在汽车应用方面，PHA主要是以纺织品的形式用作汽车脚垫。

    聚己内酯（PCL）是由-己内酯在金属有机化合物（如四苯基锡）做催化剂，二羟基或三羟基做引发剂条件下开环聚合而成。PCL具有良好的相容性、生物降解性、高结晶性和低熔点性。

    三菱化学研发出一种新型高性能，高透明度的生物基工程塑料，名为DURABIO，使用植物衍生的异山梨醇作为其原料，新材料具有优异的光学性能和高耐热性和耐湿性，可用于高透明度和高电阻材料，如电视和智能手机屏幕，触摸屏和仪表板屏幕。相比于透明塑料聚碳酸酯，DURABIO几乎消除了光透射变形，使得易于看到触摸面板表面。

    福特公司推出的基于大豆发泡材料在座椅靠背和坐垫以及大豆基树脂复合挡板，这些材料可以替代传统的聚氨酯泡沫，而且质轻，100%可回收使用，且产品加工过程中能耗低，产品使用过程中无毒无害，利用可再生原料可以使汽车更加节能、舒适、环保。

    蓖麻油生物基材料可以通过模压、注射和挤压成型工艺制作汽车地毯、衬垫和纺织品。除了生物基聚合物树脂制品之外，还可以对生物基聚合物添加增强材料或填充材料进行改性，改善其性能，扩大生物基聚合物的应用范围。

    生物基增强材料及填充材料

    生物基材料作为复合材料的增强材料和填充材料，主要为天然纤维，包括韧皮纤维，其来自茎纤维含量丰富的植物（如大麻、亚麻、黄麻和红麻），具有好的强度和刚度，能够承受较大的载荷；许多木材原料或农作物残渣纤维，或叶纤维含量丰富的植物（如剑麻、马尼拉麻和香蕉纤维等），具有较好的韧性，起到缓冲吸能的作用。

    天然纤维具有节约石油资源、废弃后对环境影响小、减重效果明显（密度小、质量轻）、原料成本低且来源广泛等优点，其应用越来越广泛，可以用来替代玻璃纤维或芳纶纤维等合成纤维作为复合材料的增强材料，增强树脂聚合物形成天然纤维增强复合材料，具有良好的性能。天然纤维增强复合材料的成型工艺主要有模压成型、注塑模塑成型以及树脂传递模塑成型等。

    天然纤维作为复合材料的增强体，需要考虑两个问题：一是天然纤维富含亲水性基团，而聚合物树脂一般都是疏水性的，两者的界面结合性能较差；二是天然纤维在聚合物中的分散情况直接影响复合材料的力学性能，均匀良好的分散才能获得较好的力学效果。为此，需要对天然纤维进行改性，常用的改性方法有两类，一是物理改性法，如高能射线辐射法、热处理法以及机械破碎法等；二是化学改性法，如接枝共聚法、碱液处理法和混酸处理法等。

    不同的纤维具有不同的属性，因此不同的纤维也应用于不同的零部件，如亚麻、剑麻和大麻纤维在车门内板、座椅靠背衬板、储物盒和地板面板等零部件中的应用，椰子纤维和生物基发泡材料在座椅坐垫、靠背垫和头枕中的应用，棉花等天然纤维以其优异的隔音吸声性能在汽车内饰件中的应用，天然胶乳通过软化零部件表面而用来保护内部组件不受破坏，蕉麻纤维在汽车地板面板中的应用。

    制造商Flexform Technologies釆用树脂喷涂非织造麻纤维的毡状垫，然后在模具中压制成适当的形状，如汽车车门内板。他们还创造了一种由韧皮纤维和聚合物纤维混合的无纺布垫，将该垫加热并模塑成型，可以用于汽车内饰件，而且不需要使用任何树脂，材料质轻且坚固。

    奔驰LX概念车使用从甘蔗渣中提取的纤维做原料，制造车身零件，经过适当的处理，甘蔗纤维车身结构具有一定的刚度和耐久性，而且可生物降解，体现出保护和尊重自然环境的理念。