Hjärnorna som gör något stort av nanocellulosan
Framtidens material, starkare än stål, lättare än kolfiber, är några ord som tillskrivs nanocellulosan. Väl medveten om mediehaussen söker jag upp företaget Cellutech, först i världen med att göra produkter av materialet.
Massafibrerna körs genom en homogenisator eller en mixer och utsätts för en mekanisk bearbetning vilket resulterar i att nanofibrerna frigörs och en transparent gel bildas. Gelen luftsätts genom att vispas med en vanlig elvisp till ett skum som torkas. Det är detta skum som går under varumärket Cellufoam, och en cykelhjälm, som tilldrar sig vårt intresse.
Enligt Cellutechs utvecklingschef Åsa Ek kom idén att vispa skum av nanocellulosa från en forskargrupp på WWSC under ledning av Professor Lars Wågberg. Cellutech ville se om det gick att överföra tekniken till industriell skala.
Till skillnad mot de frystorkade nanocellulosaskum som traditionellt arbetas med är Cellufoam inte lika ömtålig och känslig för sprickor under torkningen. Att Cellufoam dessutom torkas med vanlig värme borde också vara fördelaktigt. Teoretiskt gör detta materialet lämpligt för en storskalig industritillverkning.
Det finns idag ingen specifik slutapplikation. Cellutech arbetar därför i sitt laboratorium med olika egenskaper på cellulosaskummet. I dagsläget testas serier av materialet som sedan arkas i olika format för att se vilka egenskaper som går att få fram. Cellulosaskummen kan sedan till exempel lamineras i olika strukturer.
- Vi vet ännu inte inom vilken applikation vårt nanocellulosaskum kommer att slå igenom och därför gör vi material med olika egenskaper; tjockt och styvt eller tunt och flexibelt, säger Åsa Ek.
Nu pågår arbetet med att hitta ett antal lämpliga användningsområden. På senare tid har efterfrågan på förnybara och bionedbrytbara skummaterial som kan ersätta skumplaster varit stor, men Cellutech har inte bara fått förfrågningar om att ta fram cellulosaskum som isolerar lika bra- eller bättre än cellplast.
- Cellulosaskum möter stort intresse och det är olika branscher som hör av sig med frågor. Här finns de som idag arbetar med polymermaterial som skumplast och som utsätts för påtryckningar från sina kunder att ersätta sina oljebaserade material med biomaterial, säger Paula Martirez, Affärsutvecklingschef på Cellutech.
Men intresset hos biltillverkare att ta fram lättviktskonstruktioner i bilar finns också, medan skogsindustrin har andra drivkrafter. De arbetar redan med miljövänliga material och vill tillverka en ny nanocellulosaprodukt.
- Vi får ibland kravlistor på vårt skum från användare som utgår från sina befintliga material som de vill ersätta, men bland är det bättre att inte ha några specifikationer att förhålla sig till. Vi vill veta vilka problem kunderna vill lösa, snarare än vad de har för material idag som de vill ersätta. Vi kan nämligen upptäcka produktproblem som kan lösas med vårt material som de själva inte känner till, tilllägger forskningsledare Erik Johansson.
Under resans gång har det svåraste varit att få grepp om hur cellulosaskummens egenskaper påverkas av hur skummet vispas. Som att vispa en grädde. Inte för lite, inte för mycket. Små variabler gör stora skillnader på slutmaterialet.
Att arbeta med processen är en utmaning och det tar ett tag innan cellulosaskummen blir kommersiella produkter. Industrin kör i produktcykler och det påverkar budgetar för testning av nya produkter och material, men förnybara material börjar diskuteras inför kommande produktcykler.
Cellutech har kontakt med många kunder och skulle kunna ha kontakt med fler, men att skicka ut massor av prover varje vecka går inte. Därför måste Åsa och hennes kollegor selektera bland de samarbeten företaget har.
Hur gick det med cykelhjälmen då?
Hjälmen är en produkt som förverkligats från Skogsindustriernas inspirationsmiljö Ekoportal 2035 och ett exempel på branschorganisationens vision om skogsnäringen som tillväxtdrivande i den globala bioekonomin. Den skyddande insidan av den består av Cellutechs cellulosaskum. Hjälmens yttre skal är tillverkad av träfaner och remmarna av slitstarkt papper. Ännu så länge är hjälmen en prototyp. Den är inte krocktestad. Det är nästa steg i utvecklingen om de inblandade parterna och Cellutech väljer att gå vidare med projektet.
- Vi levererade ark av cellulosaskum som hjälmens formgivare, Rasmus Malbert, först testade. Han tyckte materialets yta behövde livas upp och ville ha en struktur för designens skull, säger Åsa.
Då föddes hexagonformen som också finns i Cellutechs logotyp. Det tog tre månaders vispande av cellulosaskum för att få fram rätt formulering och egenskaper till den första prototypen. Men man lärde sig och det tog efter det bara en vecka innan cellulosaskummen till den andra hjälmprototypen var framställda.
- Det vore kul om de första hjälmarna på marknaden blev verklighet. Det är en produkt som är ny och innovativ där designprocessen tillför ett mervärde som gör att materialkostnaden blir mindre viktig. Att ersätta en skyddande cellplast i en förpackning är inte lika lätt med tanke på prispressen, avslutar Erik Johansson.