Svensk gör världens starkaste tråd av skog
En tråd som är mycket starkare än spindeltråd. Det har svenska forskare lyckats få fram. Och den är gjord av skog.
– Ja, jag håller med, det låter som om science fiction – vi kan ta helt vanlig skog och bli bättre än naturens underverk, säger Daniel Söderberg, forskare vid KTH i Stockholm.
De fibrer som han och hans kollegor tillverkar är åtta gånger styvare och starkare än spindeltråd. Varför jämföra med spindeltråd? För att just spindeltråd i många år ansetts som det starkaste biologiska material som finns.
Börjar förstå cellulosa
Men nu har ett annat biobaserat material slagit det – gjort av människor.
– Vi börjar gradvis förstå hur naturen använder cellulosa, hur den fungerar som växternas byggstenar, och hur vi kan använda den, säger Daniel Söderberg, som är docent i strömningsfysik vid KTH i Stockholm.
Lyckats binda samman
Forskarna har riktat in sig på att bryta ner vanlig cellulosa från trä till smala pyttefibrer, så kallad nanocellulosa – fibrer som är tunna som det yttre lagret på ett hårstrå.
Att nanocellulosa är starkare än stål, det har man vetat länge. Tricket är att binda samman fibrerna hårt till trådar, och nu har det lyckats.
Fibrer trycks ihop
Så här går det till: Forskarna låter små fibrer, så kallade nanofibrer, flyta i en millimeterbred kanal med vatten. När forskarna sprutar vatten vinkelrätt mot flödet trycks fibrerna ihop i kanalens riktning. Fibrerna låses fast genom att forskarna ändrar flödets fysikaliska egenskaper, som surheten och salthalten.
Det här ger en fast struktur av nanofibrer som kan spinnas till trådar som är starkare än aluminium och kevlar.
FAKTA: Nanocellulosa kan användas till:
• Skyddsvästar, eftersom det är böjligt och skottsäkert
• Förtjockningsmedel i mat
• Reflexorer
• Implantat i kroppen eftersom kroppen inte stöter bort det naturliga materialet
• Ersättning för glasfiber
• Ett slags byggnadsställningar i skadade kroppsdelar. Forskarna låter mänskliga celler, till exempel hud, växa på nanofiberbitar på kroppen. Fibrerna bryts ner så småningom men huden blir kvar.
Starkt eller elastiskt
Dessutom kan forskarna styra hur rakt fibrerna ska ligga. Om de ligger helt i linje blir tråden stark. Om de inte ligger lika rakt blir det mer elastiskt.
Det är precis som med träd, vissa delar är mer starka, andra mer elastiska och böjliga för vinden.
Miljardsatsning gick hem
Bakom allt ligger en tio år gammal chansning. Knut och Alice Wallenbergs stiftelse satsade nästan en halv miljard på att förändra forskningen om skogsprodukter. Och chansningen ser ut att gå hem med allt fler intressanta tillämpningar som kan bli lönsamma produkter.
Åratal till masstillverkning
Men det är långt till massproduktion av just nanofibertråd.
– Ja, nu har vi tagit fram tråd med bra egenskaper som kan användas i speciella produkter. Vi har en fungerande process. Men det lär ta i alla fall fem år tills vi får fram masstillverkning och lägre priser, säger Daniel Söderberg.
Ersätta glasfiber
Den nya tråden ska till slut bli så billig att den kan produceras i sjok som kan ersätta till exempel glasfiber, ett material som används på massor av sätt.
– Med nanocellulosan behåller vi dessutom den naturliga strukturen hos cellulosa. Det gör att materialet är hundra procent kompatibelt med naturen, säger Daniel Söderberg.