Nyhet · 2020-06-26

Nanocellulosa: Från labb till verkliga produkter

Lätt, extremt starkt och dessutom biobaserat. Supermaterialet nanocellulosa är på väg in i vår vardag på allvar. Och nu är tiden mogen att gå från experimentfas till att snabba på den konkreta produktutvecklingen med hjälp av standarder, enligt KTH-forskaren Daniel Söderberg.

Nanocellulosa utvinns ur träfibrer. Intresset från svensk skogsindustri att utveckla materialet och hitta nya användningsområden är stort.

Lagom till sommaren 2020 kommer Japan enligt planen att visa upp sportbilen NCV, Nanocellulose Vehicle, som är byggd av fibrer av det träbaserade supermaterialet nanocellulosa.

Bilens instrumentbräda påminner lite om furupanelen i en fjällstuga från 1970-talet. Men NCV är definitivt inget nostalgiprojekt, utan framtiden med stort F om man ska tro det japanska miljödepartementet som är huvudman för projektet. Nanocellulosamaterialet i bilen är fem gånger starkare än stål, till en femtedel av vikten.

– Japan och även Kina satsar kraftfullt på biobaserade material som nanocellulosa, men vi i Norden ligger av hävd långt fram på det här området, framför allt Sverige och Finland. Genom satsningen av Wallenbergstiftelserna på Wallenberg Wood Science Center har Sverige etablerat en ledande roll i forsknings­världen, säger KTH-forskaren Daniel Söderberg.

Sedan 2018 är han också föreståndare för forskningsplattformen Treesearch, Sveriges hittills största satsning på samverkan, kunskapsspridning och kompetensuppbyggnad för forskning på nya material från skogsråvara.

– Ett av huvudsyftena med Treesearch är att knyta akademin tätare till industriföretagens FoU-avdelningar, säger Daniel Söderberg.

Enligt honom och flera andra branschföreträdare är det just här som utvecklingen av nanocellulosa befinner sig: På väg från materialforskarnas labb till verklig tillämpning och verkliga produkter och därmed minskat behov av fossila material.

– Min bedömning är att det skulle kunna komma ut en stor mängd produkter ganska snabbt.

Ett exempel på det, och på industrins intresse för att börja kommersialisera nanocellulosatekniken, är Cellutech, ett startupföretag som såg dagens ljus inom ramen för Wallenberg Wood Science Center på KTH.

Cellutech ingår nu i skogs- och papperskoncernen Stora Enso och dess första produkt är ett cellulosaskum som ser ut och beter sig som plast. Skummet kan användas som ett miljövänligt förpackningsmaterial och ska finnas på marknaden inom fem år.

– Och vår nästa resa är kanske transparent trä. Det är ett väldigt intressant material, men ännu har vi ingen aning om vilket jobb det ska göra, berättade Åsa Ek, affärsutvecklingschef på Cellutech i samband med KTH:s Sustainable Research Day i november förra året.

Tekniken för att framställa nanocellulosa utvecklades i början av 1980-talet och bygger på att trädets huvudbeståndsdelar cellulosa, lignin och hemicellulosa separeras. Från den rena, malda cellulosan kan man sedan skapa nanomaterial som kan ingå i laminat eller material med andra egenskaper. Som till exempel att spinna trådar av nanocellulosa – ett material som är åtta gånger starkare än spindelsilke, världens nu kända starkaste material.

De tidiga försöken att producera nanocellulosa i kommersiell skala misslyckades eftersom tillverkningen krävde mycket energi. Först på senare år har priset för att framställa materialet gått ned så mycket att produktutvecklingen nu börjar få fart.

Så hur ska då nanocellulosa kunna börja användas i större skala, och bli ett allt vanligare inslag inom industrins produktutveckling och tillverkningsprocesser? Daniel Söderberg är övertygad om att standarder spelar en viktig roll.

– Standarder är ett starkt industribehov där vi står i dag. Om vi ska kunna hantera nanocellulosa i industriella processer måste vi kunna förutsäga ett materials egenskaper. Nu är tiden mogen för det jobbet – och industrin kommer att vara med och formulera standarderna.

Text: Per-Ola Knutas


Det här är en redigerad artikel ur SIS tidning Magasinet S. Läs hela tidningen här >>


Stora delar av den japanska konceptbilen NCV är tillverkade av nanocellulosa, vilket gör den både nedbrytbar och bränslesnål.

Foto: NCV Project

Daniel Söderberg
Treesearch

Produkter med nanocellulosa idag, inom 5 år och inom 20 år

Idag:

  • Konsistensgivare och förtjockningsmedel
  • I kalorisnåla livsmedel.
  • Konsistensgivare i målarfärg.
  • Tillsats i pappersmassa för att göra produkten starkare, vattentåligare och brandsäkrare.

Inom 5 år:

  • Cellulosaskum som förpackningsmaterial.
  • Implantat, proteser och andra biomedicinska användningar.
  • Inblandat i textil.
  • Inblandat i cement.

Inom 20 år:

  • Stor potential att ingå i nya kompositmaterial och ersätta befintliga fossilbaserade kompositer som kolfiber och Kevlar.
  • Strukturer och komponenter i bilar.
  • Flygplansinredning (t ex stolar och golv).
  • Energilagring i mjuka, komprimerbara batterier.

Källa: Daniel Söderberg, Treesearch