Har skapat världens starkaste biomaterial - överträffar allt

| Av Magnus Lilienström | Tipsa redaktionen

Forskare vid KTH, University of Michigan i USA och DESY i Tyskland har producerat ett biobaserat material som överträffar styrkan hos alla kända konkurrenter. Det gäller så väl tillverkade som naturliga biobaserade material, inklusive spindeltråd som allmänt anses representera naturens starkaste material.

En av de stora utmaningarna vid skapande av användbara material från nanometerstora komponenter som till exempel kolnanorör, är att sammanfoga dessa så att nanokomponenternas överlägsna egenskaper återspeglas i den slutliga produkten. Nanofibrillär cellulosa (CNF), naturens byggsten som ger styrka och stabilitet för träd och växter, är en biobaserad naturligt förekommande nanofiber med extrema mekaniska egenskaper.

Läs också: Satsning på AI-forskning

Forskargruppen har lyckats sätta ihop ett användbart material som nyttjar de extrema mekaniska egenskaperna hos CNF och som kan användas för framställning av framtida biobaserade lättviktsmaterial för användning i flygplan, bilar, möbler och andra produkter.

– De biobaserade fibrer eller filament som vi tillverkar från CNF är åtta gånger styvare och starkare än den spindeltråd som allmänt anses vara det starkaste biobaserade materialet. Förutom att slå alla biobaserade material överstiger de specifika egenskaperna i styrka eller styvhet de flesta metaller, legeringar, keramik och glasfibrer men är även i paritet med kevlar, säger Daniel Söderberg, forskare vid KTH.

Studien är publicerad i tidningen American Chemical Society (ACS Nano) och beskriver forskarnas metod att efterlikna naturens förmåga att ordna nanofibrer i en nästan perfekt struktur.

Forskningsframstegen springer ur en ökad förståelse för hur fysiken kontrollerar struktureringen av komponenter på nanometernivå, såsom CNF. Denna förståelse har kombinerats med en relativt enkel process där man låter nanofibrer omgärdade av vatten flöda i en millimeterbred kanal. Genom att ansluta två ytterligare flöden vinkelrätt mot flödesriktningen i två steg, först vatten och sedan vatten med lågt pH, ger resultatet att nanofibrerna orienteras i flödets riktning (längs den fiber som spinns). De låses sedan fast genom att interaktionerna mellan nanofiberna styrs. Detta ger en välorganiserad struktur av nanofibrer som sedan kan torkas.

Läs också: Ny forskning tar bort flaskhalsar i industrin

– Detta forskningsresultat har åstadkommits genom att vi utvecklat en förståelse som gör att vi kan kontrollera de grundläggande parametrar som är nödvändiga för perfekt nanostrukturering, såsom partikelstorlek, interaktioner, orientering, diffusion, nätverksbildning och dynamik, säger Daniel Söderberg.

Han tillägger att studien även öppnar möjligheten för att utveckla material från andra typer av nanofibrer där den strukturella kontrollen kan tillåta framställandet av användbara material med avancerad funktionalitet och goda mekaniska egenskaper. Processen kan därmed också användas för att kontrollera framställningen av komponenter från kolnanorör och andra nanofibrer.

Det framställda biobaserade materialet har en dragstyvhet på 86 gigapascal (GPa) och draghållfasthet på 1,57 GPa.



Håll dig uppdaterad med Process Nordic
Är du prenumerant? Bli prenumerant

Med en prenumeration får du obegränsad tillgång till webbtidningen. Läs webbtidningen online.


Skriv din kommentar
Startsidan just nu

Utsläpp av natriumhydroxid från pappersbruk

Han blir chef för Board

Mikael Andersson blir ny chef för Board inom BillerudKorsnäs, en av bolagets tre divisioner.

BillerudKorsnäs satsar på arbetsmiljön

Ecoplast tar plats i Borealisfamiljen

Teknik för reduktion av kvicksilver

Stabilt LKAB redovisar 1,3 miljarder i vinst

Nyhetsbrev

Projekt kring nästa generation inspektionsrobotar

Arkiv

Fusionsforskning får nytt bränsle

Eget avfall blir biogas för livsmedelsproducenten

Additivt Teknikcenter invigs i Hultsfred

Domsjö fabrikers nya produkt kan göra korvskinn av trä

Fick radioaktivt vatten över sig

Traineeprogram hos Atlas Copco

Mindre brand hos papperstillverkare

Lututsläpp och arbetsplatsolycka på grund av åskväder

De senaste dagarnas kraftiga åskoväder har påverkat driften vid Bäckhammars bruk.

Leverans till pappersbruk är nu klar

Valmet säljer pappersmaskin till Argentina

Siemens i affär värd en halv miljard

Northvolt förbereder för en andra produktionslina

"Nu snabbar vi på processen lite grann då efterfrågan från våra kunder är väldigt stor"

Innovationsbolag får ny VD

Demonterar vindkraftspark

Ny global säkerhetsutmärkelse

Climeon etablerar filial på Island

Så ska sanering av gruvor bekostas

Nu är gruvan igång

Mer än 1000 MW i vindkraftskapacitet

Han blir ny fabrikschef för SCA:s pappersbruk

Effektiviserar med 3d-skrivna verktyg

Alfa Laval tar stororder

Setra investerar i pyrolysolja

Autonom industri diskuteras i Almedalen

Se alla Företagens egna nyheter

RS Components avtal med Zerynth förstärker partnerskapet och utökar DesignSparks IoT-kapacitet

RS Components presenterar nytt trådlöst tillbehör att använda med PELTOR-hörselskydd

RS Components blir Glenairs digitala distributionspartner

RS Components lanserar kontaktdonen MUO 2.5 från Molex för elektrisk utrustning och elsystem

Mångsidig digital indikator med LC-display- JUMO diraVIEW

RS Components lanserar en global designtävling för att ge upphov till en ny musikupplevelse

RS Components säljer datasäkerhetsprodukter för att hjälpa företag med GDPR-efterlevnad

RS Components lanserar en serie värmekameror och produkter för test och mätning från FLIR

Den nya appen DesignSpark Toolbox från RS Components är tillgänglig för iOS, Android och Windows

RS Components lanserar en liten RS Pro infraröd temperatursensor för industriell utrustning

Rätt matchning ger enastående lagarbete

Möt Agaria på Elmia Produktionsmässor 15-18 maj i Jönköping!

RS Components utökar RS Pro-sortimentet av test- och mätinstrument

Nya logikmoduler konfigureras via användarvänligt webbgränssnitt

RS Components presenterar två nya serier med strömförsörjningar från RS Pro

RS Components tillkännager distributionsavtal med IDEC för tillgång till industriella komponenter

Lägre livscykelkostnad och ökad hållbarhet

Utökat samarbetsavtal mellan Abracon och RS Components

RS Components lanserar DesignSpark Pmod-adapter för Raspberry Pi

RS Components offentliggör lanseringen av ett kompakt industriellt Ethernet-kontakdon från Hirose

RS Components utökar sortiment med pekskärmar för industriell automation

RS Components utökar sortimentet av kontaktdon och kablar i RS Pro-sortimen...

RS Components presenterar nya industriella läsare för RFID-taggar

Med lanseringen av DesignSpark Safety förenklar RS Components riskbedömning...

RS Components tar prisvärda värmekameror till nästa nivå med nya FLIR ONE® ...

Sänd till en kollega

0.148