Forskare hittar hela tiden nya användningsområden för nanocellulosa eller mikrofibrillär cellulosa. Tack vare materialets exceptionella styrka och en rad andra fördelaktiga egenskaper är de potentiella användningsområdena många. I en artikel publicerad av Pulp&Paper Technology lyfts särskilt två landvinningar i teknikens framkant fram – elektro- eller fotoluminescerande nanocellulosapapper samt nanocellulosa som textilbarriärer.
Text: Simon Matthis
Nanocellulosa är ingen ny uppfinning. Det är känt sedan 1980. Materialet tillverkas genom delaminering av cellulosa i så kallade högtryckshomogenisatorer till nanometerstora cellulosafiber (1 nm är 0,000 000 001 meter).
Hamnat i skugga
Man kan dock lätt få intrycket att nanocellulosa hamnat i skuggan av andra innovationer, då allt ljus i branschen nu tycks ligga på AI-lösningar samt torr- eller våtformningstekniker. Har nanotekniken inte infriat sina löften?
Nej, så tycks det inte vara. Universitet, enskilda forskare och startupbolag verkar lika entusiastiska över nanocellulosans egenskaper som någonsin tidigare. Men som med allt annat präglas också forskarvärlden av moden och trender, liksom det media väljer att uppmärksamma.
Nanoforskningen i landet tycks det inte gå någon nöd på. Här följer ett axplock av nyheter från fältet bara från i år.
Celluxtreme
KTH-avknoppningen Celluxtreme har utvecklat ett lättviktsmaterial av nanocellulosa, vilket fick Saab att tända på alla cylindrar och ett avtal ingicks med dem häromåret. Tanken är att använda materialet som en komposit, där det skulle kunna fungerat biobaserat lättviktsalternativ till glas- och kolfiberkompositer.
Celluxtreme ser dock många fler möjligheter för materialet – då det har så många fler ess i rockärmen förutom att vara extremt starkt.
Chalmersforskaren Malgorzata Zboinska har inte kommit lika långt i utvecklingen av sin produkt – nanocellulosa förstärkt med alginat, ett algbaserat material. Tanken är att det ska kunna fungera som ett substitut för gipsskivor i byggindustrin då gipsskivor är svåra att återvinna. Det skulle också kunna få andra funktioner, som väggpaneler, persienner och rumsavdelare. Materialet tillverkas genom 3D-printning, berättar Malgorzata Zboinska, som också är arkitekt, för Fastighetstidningen.
Nanocellulosa i sårförband
En annan forskare, Linn Berglund vid Luleå tekniska universitet, fick i år 400 000 kronor från Stiftelsen Gunnar Sundblads forskningsfond för sin forskning på nanocellulosa. Målet för hennes forskning är att utveckla sårförband som tagits fram av nanocellulosa från sågspån och träråvara.
Ett annat aktuellt svenskt exempel är startupbolaget FineCell, som Nordisk Papper & Massa skrivit om tidigare.
Företaget har nyligen en miljon euro i en såddfinansieringsrunda, och siktar nu på att etablera en demoproduktionsanläggning. Företaget har en patentskyddad process för tillverkning av en nanocellulosaprodukt från barrmassa. Produkten, som går under namnet Cellox, ska kunna användas som bindemedel i alltifrån målarfärg till hudkrämer och solskyddsmedel.
Precis som så många andra som börjat intressera sig för nanocellulosa, ser FineCells grundare, Peter Axegård, en uppsjö av andra användningsområden för materialet. Inte minst inom biomedicin, till exempel som implantat eller substrat för stam- eller muskelceller.
Smolk i glädjebägaren
Det finns dock en del smolk i glädjebägaren. Användning av nanocellulosa har sedan länge rest frågetecken kring dess påverkan på människokroppen och andra organismer. Man befarar till exempel att de oändligt små nanopartiklarna lätt kan tränga genom huden och orsaka problem. Forskare manar därför till försiktighet och ansvarsfull tillämpning av nanomaterial, då det är ett så nytt och oprövat material. Trots att materialet inte alls är nytt finns konstigt nog bara ett fåtal studier om hur nanocellosa påverkar hälsan. Ett stort antal in vitro-studier har dock genomförts, med motstridiga resultat.
Nästa frontlinje för industrin
Sådana farhågor märks inte minsta spår av i Pulp&Paper Technology artikel, där framtidsutsikterna för nanocellulosa framhålls som ”enorma och fantastiska”. Nanocellulosa beskrivs som ”nästa frontlinje för massa- och pappersindustrin”.
De många användningsområdena för nanocellulosa ”i kombination med den progressiva förbättringen av teknologier för att extrahera nanocellulosa” kan göra detta material till ”en oumbärlig komponent i sådana industrier som förpacknings- och textilindustrier, i tunnfilmstransistorer och solceller och många andra branscher”, slår artikeln fast. Slutsatsen som dras är att tack vare nanocellulosa kan massa- och pappersindustrin axla rollen som ”innovativ pionjär” inom hållbar utveckling.
Utan att ge några konkreta exempel på vare sig projekt eller företag lyfter artikeln fram två nya användningsområden för nanocellulosa: elektroluminescerande och fotoluminescerande nanocellulosapapper samt nanocellulosa som textilbarriärer.
Elektroluminescerande nanocellulosa
Elektroluminescerande nanocellulosapapper producerar ljus när det utsätts för en elektrisk ström. Det gör att det kan användas för att tillverka flexibla displayer på till exempel smarta förpackningar. Eller upplysta affischer. Nanocellulosapapper med fotoluminescerande egenskaper har till och med den märkliga förmågan att avge ljus under distinkta ljusförhållanden utan ljusbelysning, enligt artikeln. Sådana egenskaper skulle kunna revolutionera reklam- och förpackningsmarknaderna, enligt artikeln.
Nanocellulosa i bestrykningar kan fungera som utmärkta barriärer för förpackningar och textilier, då materialet effektivt hindrar vatten, olja och gaser att tränga igenom. Nanocellulosabarriärrer kan också, som ett fossilfritt alternativ, förbättra hållbarheten hos textilier förutom att ge ökat skydd mot slitage.