Trådar av nanocellulosa starkare än spindelsilke
Spindelsilke har tills idag betraktats som världens starkaste biomaterial. Nu finns något som är ännu starkare. En tunn tråd av spunnen nanocellulosa som skulle kunna användas till allt från flygplansvingar till artificiella senor i kroppen. Igår belönades Karl Håkansson, RISE, med den europeiska utmärkelsen Blue Sky Young Researchers Innovation Award för sin banbrytande forskning.
Vid gårdagens prisutdelning i samband med konferensen Paper & Beyond 2018 i Bryssel korades tre vinnare som nu går vidare till den globala finalen av Blue Sky Young Researchers Innovation Award i Kanada 2019. Karl Håkansson från RISE vann juryns uppskattning med sin presentation av nanoteknik i ett makroskopiskt sammanhang.
Karl Håkansson har tillsammans med kollegor vid RISE och KTH utvecklat en ny metod att spinna nanocellulosa till en tunn och stark tråd. Det som ger tråden dess styrka är att fibrillerna i träfibern är ordnade i samma riktning. Den nu patenterade metoden handlar kort om att omvandla vätska med fibrer till gel som i ett vattenflöde blir en lång tunn tråd av nanofibriller.
Mätningar som utförts vid synkrotronanläggningen Petra III visade att materialet, egenskapsmässigt, är både starkare och hela åtta gånger styvare än spindelsilke vilket tidigare ansetts vara det starkaste biomaterialet.
– Resultaten är givetvis spektakulära men det som är riktigt spännande är att vi nu för första gången har ett material med nanoegenskaper som går att tillämpa i makroformat, säger Karl Håkansson.
Applikationerna kan vara allt ifrån högpresterande material för medicinskt bruk som inte stötes bort av kroppen till biobaserade lättviktsmaterial i bilar, flygplan, möbler, textilier och konstruktion.
Redan de första resultaten från Karls doktorandarbete rönte stor uppmärksamhet när de publicerades i tidskriften Nature Communications 2014 och efter den senaste artikeln i ACS Nano har det mediala intresset bara ökat. Så sent som i maj i år benämndes området som ”one of the coolest things on earth” av General Electric.
– Från flera håll märker vi ett ökande intresse inom näringslivet för användning i olika tillämpningar. Därför gör vi nu en satsning inom RISE med målet att skala upp framställningen i en kontinuerlig process, berättar Fredrik Rosén, marknadschef RISE Bioekonomi.
Bland finalisterna fanns också Samuel Pendergraph från RISE. Hans presentation gav hopp om en ljus framtid för den växande kosmetikaindustrin som är i stort behov av hållbara alternativ till mikroplaster.
– Mikroplasterna används i kosmetika för att exfoliera och skrubba hud, hår och tänder. Men samtidigt leder utsläpp av mikroplaster till miljöproblem. Flera länder inför därför begränsningar i användandet av mikroplaster. Därför är cellulosa ett intressant alternativ och tack vare vår nya process har vi lyckats får fram mikrosfärer med liknande egenskaper, säger Samuel Pendergraph.
Fakta om processen
Tråden tillverkas i en flödescell där två strömmar av vatten snabbt flödar från två håll mot en tredje ström, som innehåller nanofibrillerna. Det gör att fibrillerna ordnar sig i samma riktning. Genom att sänka pH-värdet fäster fibrillerna vid varandra. Resultatet är att det bildas en gel, som i vattenflödet blir en lång tunn tråd av nanofibriller
För mer information kontakta:
Karl Håkansson: karl.hakansson@ri.se, +46 8 676 7206
Fredrik Rosén: fredrik.b.rosen@ri.se, +46 8 676 7334
