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

Nya krav på LKAB

Startup-företag får stöd av jätte

Toppbetyg i hållbarhet

Renar arsenikhaltigt vatten

De letar ny chef

Patent för ljudteknik

Nyhetsbrev

Globalt initiativ för minskat plastavfall

Arkiv

Slutförvar kan byggas ut

Svensk Kärnbränslehantering kan beviljas tillstånd enligt miljöbalken till utökad verksamhet vid Slutförvaret för kortlivat radioaktivt avfall, SFR.

Identifiera och ge skydd mot farligt gods

Pålitliga lösningar finns för säkerhetsidentifiering

Starkare än väntat från Sandvik

Ökad produktion krävs för klimatomställning

Industriell symbios avvecklas

Ny styrelseordförande för Höganäs AB

Ringhals 2 går med halvfart

Här skapar de framtidens industriskola

Energirekord 2018

Olja från uttjänta däck kan fungera som drivmedel

Han säger upp 120 anställda

Kärnkraftsprojekt stoppas

Gruvbolag toppade i rapport

Kork blir bränsle med ny förgasare

Bland de bästa i världen

Säkerhetsstandarder på robotikområdet revideras

Drönare ska bli ett verktyg för prospektering

Han blir BillerudKorsnäs nya chef

I samband med expansionen lämnar han som vd

Perstorp varslar

Första guldet på gång

Flera affärer och nytt partnerskap

Räcker råvarorna för framtidens energi?

Föreläggande mot Ringhals

Vill ha mer kunskap om tillståndsprocessen

Oljejättarnas topp-10

Byggstart för havsbaserad vindkraftspark

Kommittéledamöter utsedda av Regeringen

Nya lagar och regler 2019

LKAB jagar efter ny malm

Se alla Företagens egna nyheter

En gängad axel i olika utföranden låser ODU-MAC serien säkert och ergonomiskt

Elektropneumatisk tryckregulator för optimal kontroll

IndustriMässan i Småland - Kalmar 6-7 februari 2019

RS Components presenterar kraftfulla motordrivkretsanalysatorer med flera funktioner från Fluke

Säkerhet för människa och maskin

ProMesh - Unika Switchar frå Indu-Sol

Träffa AxFlow på Euro Expo Västerås 23-24 januari

SmartLight-indikeringsenhet för tydliga uppgifter från produktionen

RS Components presenterar ny version av baskortet Arduino Uno WiFi för IoT-projekt

God Jul & Gott Nytt År önskar JUMO

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

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®-mikrokon...

RS Components släpper information om Big Step Challenge på electronica 2018

Universal användning – även under svåra förhållanden

RS Components erbjuder nu kalibrerade produkter

Sänd till en kollega

0.096