Strategiska satsningar

Svensk skog kan omvandlas till nya miljövänliga supermaterial

Förhoppningen bland forskarna vid Wallenberg Wood Science Center är att utveckla nya material och tekniker som innebär att skogen kan fortsätta att vara en betydelsefull näring för såväl landets ekonomi som sysselsättning. Att ersätta olja med trä i tillverkningen av plaster, att skapa starkare och brandsäkra material är några av målen.

Skogsindustrin har alltid spelat en stor roll inom svensk ekonomi och sysselsättning. Men i takt med att länder med skogar som växer tio gånger fortare än de svenska utvecklar sin industri, så får svensk skogs- och massaindustri allt svårare att hävda sig.

– Därför är det oerhört viktigt att utveckla forskningen. Skogsindustrin har traditionellt handlat mycket om att förbättra metoder för massa- eller kartongtillverkning. Men nu krävs det forskning som kan skapa förutsättningar för att nya produkter ska kunna utvecklas, understryker Lars Berglund, professor i trä och träkompositer på KTH och föreståndare för Wallenberg Wood Science Center, WWSC.

Wallenberg Wood Science Center, som är ett samarbete mellan KTH och Chalmers, bildades 2009 i samband med att Stiftelsen utlyste medel för ett forskningscentrum med fokus på nya material baserat på skogsråvara. Totalt har Stiftelsen satsat 450 miljoner kronor på centret. 

Stora förhoppningar på nanocellulosa

– Forskningsprogrammet består egentligen av två delar – att utvinna nya komponenter och att sedan utveckla olika material. Ett projekt handlar om att plocka fram komponenter ur veden som kan användas som biokompositer eller ersätta olja för att tillverka miljövänliga plaster. Man kan säga att vi försöker prospektera inne i veden för att hitta sådant som inte använts tidigare, berättar Lars Berglund.

I ett annat projekt arbetar forskarna med små, små fibrer – nanocellulosa.

– Med hjälp av nanofibrer kan vi göra material som är starkare, vattentåliga, brandsäkra och optiskt transparenta, alltså genomskinliga, förklarar Berglund.

Det är egenskaper som är mycket användbara vid tillverkning av exempelvis barriärskikt i förpackningar.

– Skikten hindrar syret från att tränga igenom och på så vis kan hållbarheten förlängas. Vi har också laborerat med magnetiska material i cellulosa. Ett starkt argument för att satsa på träfiber är att det är förnyelsebart och gynnsamt för koldioxidbalansen.

Men förutom att utveckla exempelvis vedpolymer – biologiska plaster – måste forskarna också hitta metoder för hur komponenterna ska utvinnas ur veden utan att förstöras.

Bioraffinaderi för material

– Nanocellulosa är ett otroligt spännande område. Nanoteknik är nytt för skogsindustrin och har förutsättningar att bli något storskaligt. Efterfrågan på förpackningsmaterial, byggmaterial och kompositmaterial är väldigt stor.

Lars Berglund menar att förutom fibrer, så kommer massabruken i framtiden också att utvinna nanofibrer och kemikalier.

– Vi ser på träden som en materialkälla, ungefär som en oljekälla. Precis som ett raffinaderi tar vara på allt i råoljan vill vi ta tillvara på allt från träden. Vi har en vision om att vi kommer att ha små specialiserade bioraffinaderier för material, spridda över hela landet, som tar fram vedkomponenter och kanske också tillverkar bioplaster och andra material.

Han gör en jämförelse med Domsjö Fabriker i Örnsköldsvik som i dag tar fram cellulosa för textilfibrer.

Forskning för nya tillämpningar

Trots att tillämpningarna står i fokus är den största delen av centrets forskning grundforskning.

– Om man ska klara av att plocka ut nya beståndsdelar i veden måste man förstå hur den bildats. Vi har också ett fiberprojekt där kemister och mekanister samarbetar. De tar naturlig cellulosa och gör nya fibrer som är bättre än traditionella vedfibrer. Cellulosa är naturens kolfiber, det ger träden dess hållfasthet, vilket är något vi kan utnyttja.

I forskningen kring nanocellulosa ser man användningar inom miljövänliga förpackningar men också i material för husisolering och som förstärkning av plastmaterial.

– Vi försöker identifiera framtida användningsområden, som exempelvis mikroelektronik och energilagring.

Tillämpningsmöjligheterna ser ut vara vida. I ett annat försök jobbar man med att ta fram nya plaster från lignin. Det som möjliggör de många olika infallsvinklarna är den stora ämnesbredd som finns inom centrumet.

– Vi har spetskompetens inom kemi, kemiteknik, materialvetenskap, mekanik och bioteknik. Totalt jobbar omkring 60 personer här varav 20 professorer och något fler doktorander. WWSC har en unik bredd, vilket vi tror är betydelsefullt för centrumets möjligheter att skapa en världsledande forskningsmiljö för nya material från träd, menar Lars Berglund.

Text Carina Dahlberg
Bild Magnus Bergström