23948sdkhjf

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: De ska lösa vindkraftens utmaningar på ett dygn

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: Forskare hos Stora Enso

– 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.

Kommentarer (0)
Startsidan just nu

100 dagar svartlutstest – sedan ny fabrik

Han blir ny VD för papperskoncernen

2

Så här får det inte se ut

Brand på Holmens pappersbruk

Minskar utsläppen med 570 ton per år

Naturgas växer allt mer

Nyhetsbrev

Storaffär i konsultbranschen

Arkiv

LKAB rör om i organisationen

Plus

Är din pump optimerad?

Den som vill optimera sin pump har ett par verktyg till sin hjälp, pumpkurvan och standarden ISO 14414. Rätt använt kan de ge minskade kostnader för energianvändning och underhåll.

Effektiviserar tillverkningen med nytt stål

Skogens storbolag toppar i unik lista

Efterfrågad metall dyrare än guld

Plus

Hur säker är din process?

Hur vet du att din process är säker? Frågan ställs av säkerhetskonsulterna Anders Jacobsson och Johan Ingvarson som menar att processäkerhetsindikatorer kan vara ett svar.

Debattartikel – Sverige behöver bygga nya kärnkraftverk

Lägga grafen på pappret

SSAB visar nytt stål för svetsning

Plus

Liten, billig och smart

Den är inte mycket större än en tändsticksask där den sitter fasttejpad på en del av en pappersmaskin hos Ahlstrom-Munksjös pappersfabrik i Jönköping. Men även om den inte ser mycket ut för världen kan den förändra hur företaget arbetar med underhåll. Process Nordic har besökt anläggningen.

Stororder till Alfa Laval

Solen driver indunstare

Storkoncern investerar – mer kapacitet behövs

Lignin ersätter gruvans processkemikalier

Hoten mot ditt system

Fördubblad dansk biogas

Siemens levererar flytande kraftverk

Borealis investerar i ny styrutrustning

Robotvd avgår

Ny chef för Boliden Kokkola

Sandvik köper kinesisk verktygstillverkare

Kan man lita på IoT?

Kemdykare fick stoppa ammoniakutsläpp

Vd slutar och bolaget får pengar från EU

400-årigt kemibolag byter namn

Akademiskt samarbete för smartare tryckluft

Investering i kartongbruk

Gruvan bryts med batteri

Förvärv inom tryckluftsbranschen

Se alla Företagens egna nyheter

Universal koppling till IO-Link

RS Components presenterar vinnaren av DesignSparks designtävling "Summer of Sound"

Enkel och praktisk IO-Linklösning

Tryck din egen rörmärkning med nya Flo-Code Print!

Träffa JUMO på EUROEXPO mässan i Örebro, 28-29 november

Innovativ, kompakt SIL- och PL-lösning för temperatur- JUMO Safety Performance

Velocity ett nytt sortiment av tryckluftdrivna membranpumpar från Wilden

Nyhet! Snabb och exakt flerfärgs märkmaskin med utskärning – SMS R1

Träffa AxFlow på Euro Expo Örebro 28-29 november 2018

Termiska flödesregulatorer

Ny Linjelaser i rostfritt stål

RS Components meddelar att Microchips nya utvecklingskort med AVR®-mikrokontroller är tillgängliga

RS Components släpper information om Big Step Challenge på electronica 2018

Universal användning – även under svåra förhållanden

RS Components erbjuder nu kalibrerade produkter

Träffa JUMO på EUROEXPO mässan i Växjö, 17-18 oktober

RS Components presenterar distributionsavtal för industriella produkter från Control Techniques

RS Components lanserar system med IP67-klassade 1,80 mm kabel-till-kabel-kontakter från Molex

RS Components lanserar det första industriella PLCnext-styrsystemet

RS Components erbjuder innovativ vakuumformare av skrivbordsmodell från uppstartsföretaget Mayku

Besök JUMO på Scanautomatik / Processteknik mässan i Göteborg, 9-11 oktober

Anmäl dig till höstens webinar

RS Components fokuserar på innovation och inspiration på electronica 2018

RS Components lanserar podcasten History Makers

Scanautomatic 2018

Sänd till en kollega

0.228