Ett viktigt forskningssteg har tagits för att bättre förstå trämaterialets minsta beståndsdelar vid den nya nationella forskningsstationen ForMAX i Lund. Där gör nu ett nytt strålrör vid världens kraftigaste mikroskop MAX IV det möjligt att studera material och processer på nanonivå. Det handlar om grundforskning på materiens minsta byggstenar, som på sikt kan få stor betydelse för framtidens skogsprodukter.
– Om vi ska kunna utveckla framtidens biobaserade produkter måste vi förstå hur strukturerna sitter ihop och vilka funktioner de har för materialets egenskaper. Med ForMAX kan vi studera och förstå vad som händer på atomär och molekylär nivå. Det innebär att vi kommer att kunna hitta materiallösningar med nya egenskaper, som vi inte sett tidigare, säger Daniel Söderberg, professor vid KTH, forskare vid Wallenberg Wood Science Center och föreståndare för Treesearch som är med och driver verksamheten vid ForMAX.
Trä och andra material som är uppbyggda av biologiska processer har av naturen flera funktioner, och kan exempelvis fungera som barriär, tåla last och vara antibakteriella – samtidigt. Men mer kunskap krävs. Därför kommer ForMAX bli viktig för industrins utveckling av processer och material.
– Den grundforskning som görs vid ForMAX kräver uthållighet. Det kommer ta tid att förstå vad som krävs i form av kunskap för att definiera problem, utforma relevanta experiment och inte minst tolka resultaten. Men på fem, tio års sikt kommer vi få bättre materialförståelse. Om vi bättre vet vad som fungerar och vad som inte gör det kan vi effektivisera och förkorta tiden för produktutveckling, säger Mikael Hannus, innovationschef på Stora Enso och ordförande för Treesearch.
Framtida utmaningar
Det finns stora förhoppningar på framtidens skogsbaserade material knutna till ForMAX. Förbättrade barriärmaterial, som göra att pappersförpackningar kan göras täta helt utan plast, nämns ofta som exempel. Men det finns också forskningsspår för att tillverka högpresterande kompositmaterial som kan konkurrera med kol- och glasfiber. På läkemedelssidan finns utvecklingen av material som är kompatibla med kroppen och kan användas för medicinska ändamål. Träfiberbaserade textilier med nya egenskaper och mindre toxiska tillverkningsprocesser, grön kemi, är också i fokus.
– Trä består av massor av substanser: cellulosafibriller, lignin, hemicellulosa med mera. Forskningens graal är att hitta sätt att plocka ut dessa råvaror och sätta samman dem till material med nya egenskaper, ungefär som att bygga med lego. Idag grävs många kolfiberkompositer ned i marken, eftersom vi inte kan återanvända dem. Om vi kommer på hur vi kan plocka ut och sätta samman de minsta beståndsdelarna kan vi skapa nya material utifrån samhällets krav på funktion, så som återvinning och miljövänligare produktion, säger Daniel Söderberg.
Effektivare processer
Möjligheterna att utveckla nya träbaserade produkter får mycket uppmärksamhet. Men med ny kunskap om träets egenskaper kan industrins standardprocesser effektiviseras. Om det går att utvinna en halv procent mer träfiber vid massakok innebär det mycket för skogsindustrins ekonomi, eftersom volymerna är så stora.
– Vid ForMAX läggs en fantastisk bas för materialforskning för både akademi och industri. Vi har tillgång till ett unikt instrument och nu behöver vi behålla fokuset så vi får ut maximal nytta av satsningen. En nyckelfaktor är att vi skapar en bra forskningsmiljö, med fler forskningsutbildade som kan jobba med framtidens material och processer i industrin, säger Mikael Hannus.
Fakta
ForMAX är en ny nationell forskningsstation för studier av hållbara material från skogen vid forskningsanläggningen MAX IV i Lund som producerar världens starkaste röntgenljus för avancerad forskning. ForMAX består av ett så kallat strålrör där röntgenljus används för att studera material på nanonivå upp till millimeternivå.
Strålröret har finansierats av Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse. Driften finansieras av industrin genom Treesearch, som är en nationell samverkansplattform för akademisk och industriell forskning inom nya material från skogen.
