Fibrer från skogen kan användas som en ny källa för framställning av högpresterande lättviktskompositer. Professor Tetsu Uesaka och Amanda Mattsson, doktorand vid Mittuniversitetet i Sundsvall, samarbetar med den regionala skogsindustrin för att utveckla nya fiberbaserade material till lättviktskompositer som på sikt kan lyfta hela pappers- och massaindustrin.
För en lättare, grönare och mer ”lean” utveckling
– Det hela startar i vårt vardagliga liv där det är vanligt att pendla med bil fram och tillbaka från jobbet, säger Tetsu Uesaka, professor i pappersfysik vid Mittuniversitetet. Hur mycket koldioxid släpps ut på en sträcka av exempelvis fyra kilometer? Med cykel produceras 0.02 kg koldioxid när vi andas, och med bil 1.10 kg, om man bortser från all tomgångskörning på vintern. Det är bevisat att transportbränslen är en av de största och fortsatt växande bidragande faktorn till koldioxidutsläpp och global uppvärmning.
Idag är det stort fokus på att minska utsläppen av växthusgaser från alla transportsystem, såsom bilar, flygplan och fartyg. Regeringen, näringslivet och samhället fokuserar även på att få till logistiken kring detta för att minska utsläppen. Det enklaste och effektivaste sättet att minska bränsleförbrukningen är att reducera vikten på transportfordonen genom att utforma nya material, exempelvis honeycomb-struktur, samt ersätta tunga material med nya lättviktsmaterial med bibehållen prestanda. Detta appliceras även inom logistikkedjorna, där lättare och högre prestanda på paketeringen efterfrågas.
Fördelen med lättviktskompositer
– En ny form av lättviktsmaterial, lättviktskompositer, av största intresse när det gäller materialutvecklingen idag, säger Tetsu Uesaka. Kompositer är en speciell typ av material som är uppbyggt av två eller flera olika material. Detta görs för att producera unika egenskaper, där det nya materialet blir lättare, segare och billigare, än de enskilda materialen var för sig.
Dagens kompositmaterial är både lättare, styvare och starkare än de som användes i rymdindustrin förr i tiden. Dessa nya material har flera fördelar, det går åt mindre material och mindre energianvändning vid produktion och användning. Det leder till ett grönare samhälle och samtidigt ger det lägre tillverkningskostnader och således en ökad konkurrenskraft för industrin.
Skogsfibrer blir högpresterande lättviktskompositer
Fibrer från trä som idag används till massa- och pappersindustrin är kända för att vara ett av de starkaste lättviktsmaterialen. Även om det finns många olika typer av starka fibrer så är träfibrer en av de mest ekonomiska och effektivaste att producera, dessutom är de förnyelse- och återvinningsbara.
Nyligen startade projektet ”Light-weight Structural Composites from Fibre-Based Materials” vid Mittuniversitetet, Fibre Science and Communication Network (FSCN), för att utveckla nya fiberbaserade material till lättviktskompositer, särskilt för wellpappstrukturer (som idag är väletablerat i samhället) och ultra-lätta kompositmaterial. Tetsu Uesakas forskarteam vid FSCN undersöker materialets tillförlitlighet från ett nytt perspektiv. Nya materialparametrar utvecklas baserat på detta genom att använda matematisk modellering kombinerat med experimentella data.
Projektet är ett samarbete mellan Mittuniversitetet, SCA R&D Centre och BillerudKorsnäs, vilka båda är stora tillverkare av paketeringsmaterial i Sverige, samt KK Stiftelsen (Kunskaps och Kompetensutveckling Stiftelsen).
