Genom att studera och imitera hur svampar bryter ner trä har forskare vid KTH i Stockholm kunnat skapa tunna filmer av trä, som kan ersätta plast, glas eller metall i allt från förpackningar till elektronik.
(2023-02-01) Trä blir ett allt vanligare material att förädla för olika, nya ändamål. Hittills har dessa förädlingsprocesser varit energikrävande och lämnat betydande ekologiska fotavtryck. Forskare vid KTH i Stockholm har tittat närmare på hur energiåtgången kan bli mindre genom att studera hur svampar bryter ner trä. De har delvis imiterat denna process när de skapat en ny och stark träfilm.
Två av de vanligaste processerna för att omvandla träets optiska och mekaniska egenskaper och därmed tilldela materialet mer avancerade arbetsuppgifter är dels att avlägsna beståndsdelen lignin (delignification), dels att förtäta det (densification).
De här processerna kräver en del kemi och energi, och KTH-forskarna har tittat närmare på hur förädlingsprocessen kan förbättras ur ett energiperspektiv.
Qi Zhou, professor vid avdelning för glykovetenskap på KTH, har tillsammans med kollegor tagit avstamp i hur naturen och då specifikt svampar använder olika enzymer för att förändra träets cellväggar vid nedbrytning. Arbetet har varit så framgångsrikt att forskarna har lyckats ta fram en ny träfilm. Detta utan att behöva använda vare sig höga temperaturer, högt tryck eller förbehandling med kemikalier för att modifiera cellväggarnas struktur och komposition.
”Detta är ett miljövänligt och hållbart sätt att skräddarsy träets mikrostruktur för att producera mycket stark, vikbar, transparent och anisotropisk film”, säger Qi Zhou.
Träfilmen kan enligt Qi Zhou ha flera olika användningsområden där olika plaster, glas eller metall tidigare använts. Allt från förpackningsmaterial till elektronik. Arbetet är av sådan betydelse att det precis resulterat i en vetenskaplig publicering.
”Det viktigaste för oss är att trycka på att den här enzymbaserade tekniken, som vi utvecklat, kan användas som en generell, hållbar och miljövänlig framställningsprocess. Ett sätt att ersätta oljebaserad plast till förmån för träfibrer vid produktion av kompositmaterial och olika gjutna produkter”, framhåller professor Qi Zhou.
Qi Zhou säger att forskarna inte har kvantifierat hur mycket energi som går att spara med deras nya förädlingsprocess. Det skulle krävas mycket arbete att jämföra forskarnas enzymatiska metod med en mer klassisk kemisk behandling. Men att det ekologiska fotavtrycket minskar framgår av de uppenbart olika energimängder som krävs för att tillverka de olika materialen.
”Fördelen med den enzymbaserade processen är att den bara behöver ett tryck på 2.7 Megapascal vid rumstemperatur, medan en mer traditionell kemisk process behöver 15 Megapascal och 100 grader Celsius. Vårt material är dubbelt så starkt jämfört med traditionellt framställt skiktat trä!”, berättar Qi Zhou.
Jerry Pettersson/JP Press Agency © 2023
jp.press@jppa.one
Bilden överst: Här syns tre olika varianter av träfilmen, som KTH-forskarna har tagit fram. Det nya materialet utgår från balsaträ. (Bild Salla Koskela)
Forskningsarbetet vid KTH kring träfilm har finansierats av Vetenskapsrådet och Wallenberg Wood Science Center. Arbetet finns vetenskapligt publicerat HÄR.
