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: Här är svaret - Så bildades Kirunamalmen

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: Stoppar utveckling av framtidens etanolproduktion

– 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

Vill bygga batterifabrik i Luleå

Debatt - Göteborg hotat om Ringhals släcks ner

Grönt ljus för gruvdrift

Ska gruvtransporterna få fortsätta?

Pulsproduktion för specialpapper

Papper av färskfiber bättre för miljön än returpapper

Nyhetsbrev

VI FÖLJER UPP: Cyberattacken mot Norsk Hydro

En kostsam historia och produktionen är fortfarande inte tillbaka fullt ut.

Arkiv
Plus

Dags att öka den digitala mognaden

Exklusiv intervju i Process Nordic.

Plus

Samverka affärsmässigt

Allt fler företag vill arbeta med industriell symbios där ett företags restprodukt eller restvärme blir en resurs hos någon annan. Vi har besökt Kemira i Helsingborg som har lång erfarenhet av detta.

Kvinna skadad vid BillerudKorsnäs

EU-projekt utvecklar 3D-tillverkning

Forskare på Luleå tekniska universitet ska, i nära samarbete med industrin, utveckla och skala upp additiv tillverkning, med hjälp av bland annat återvunnet aluminium.

Plus

Stora pengar att spara på energieffektivisering

Preem: ”Vi tar klimatet på största allvar”

Stabsläge efter olycka hos SSAB

Olycka på LKAB

Mer olja mindre förnybart

Utreder säkerhet för 5G

Gasletning vid Siljan avbröts

Risk för brittisk stålkollaps

Framtiden för flytande biogas

Farligt avfall blir resurser

Stena Recycling och Vestforbrænding samarbetar om att etablera världens första anläggning som sorterar ut metaller från gasreningsaska.

Svårsläckt brand satte stopp för pappersbruk - UPPDATERAD

Vill ersätta fossila beståndsdelar i däck med hjälp av sågspån

Nytt forskningsprojekt om supermaterial

Stora Enso nominerat för biomaterial

Samarbete för framtidens läkemedelstillverkning

Stenas oljeborrning går med miljardförlust

Ändrade kemikalieregler

De två bolagen går samman

Stålproduktionen både ökar och minskar

30 miljoner ton koldioxid från största massabruken

Brand i pappersmaskin

Sverige inte så bra på innovation

40 får gå från kärnkraftverk

2

Kina fångar mer CO2

Stark inledning på året för Södra

Se alla Företagens egna nyheter

Möjlighet att ha översikt på temperaturen i många olika applikationer samtidigt, går det?

Tillförlitlig information av era automationsprocesser i realtid!

Välj rätt bland våra belysningsmetoder!

RS Components introducerar en IoT-utvecklingssats med Bluetooth® Low Energy från ON Semiconductor

Exakta positioner med pneumatiska cylindrar!

RS Components lancerar Hartning kontaktdon med påmonterad anslutningskabel

Problem i industriella nätverk eller bussystem.

RS Components ingår partnerskap med TE Connectivity för att lansera ett TE-lärcenter på teknikforum

RS Components introducerar LoRa-kommunikationsmoduler med utökad prestanda för IoT-tillämpningar

KUNBUS-industridatorer som bygger på Raspberry Pi finns nu hos RS Components

Varför sågverk behöver automatisering

RS Components introducerar Renesas Synergy™ S5D3-mikrokontroller och -utvecklingskort för IoT

Förberedd för industri 4.0: Ny lamellvakuumpump med tryckreglering

Framtidens bilindustri, är den här redan nu?

Besök FANUC Nordic på Plastteknik 2019 i Malmö, Sverige, 8-9 Maj, Monter F: 17

Säker och hygienisk tillverkning inom livsmedelsindustrin!

Träffa AxFlow på Euro Expo i Gävle 8-9 Maj

Save the Date för EuroExpo Gävle!

WEXOE AB – Ställer ut på industrimässan i Uddevalla 22-23 Maj 2019

Hands-on training: Integrated Architecture Builder (IAB)

Kontakter till svetsrobotar

Magnetfältståliga positionsgivarsystem

Se vår nya robot M-10iD på Värnamo Industriexpo

2-poliga modulen kombinerar dataöverföring och koax

Ny panelmonterad 3-fas termostat från JUMO

Sänd till en kollega

0.156