Træfibre kan erstatte stål og bomuld

Nano-fibrilleret cellulose, NFC, kaldes materialet, der er stærkere end stål, bionedbrydeligt og kan indgå i menneskeligt væv.

Det er forskere fra KTH Royal Institute of Technology i Stockholm og forskningscentret DESY i Hamborg, der har arbejdet med træfibrene. Projektet er blandt andet beskrevet i Nature Communications.

Forskerne tog cellulosefibre i nanostørrelse (fibriller) og slyngede dem sammen med vand i en lille kanal. På den måde lagde fibrillerne sig i samme retning (som vandet). Desuden tilføjede to ekstra dyser vand fra siderne, for at ‘tvinge’ fibrillerne sammen. Trådene, de fik ud af det, blev 10-20 nm i diameter, svarende til tykkelsen på et hår.

Med det meget stærke røntgenlys fra PETRA lll på DESY kunne forskerne se, hvordan fibrillerne opførte sig.

Træfibre varierer en del. Blandt andet med hensyn til, hvordan de små fibriller ligger i forhold til hinanden. Det giver en række forskellige egenskaber i forhold til styrke og elasticitet. De stærkeste træfibre har en styrke, der er ligeså høj som glasfiber og det syntetiske aramid, der f.eks. bruges i skudsikre veste. Det er denne type træfibre, forskerne ønsker at skabe ud af nanofibrillerne.

Miljøvenligt og bæredygtigt

I modsætning til lignende processer, hvor man omdanner cellulose til f.eks. viscose, er denne proces meget miljøvenlig og bæredygtig. Blandt andet fordi, forskerne bruger almindeligt bordsalt, hvor man i viscosefremstilling bruger ætsende natriumhydroxid. Saltene bruges til så at sige samle trådene og lukke strukturen. Uden saltet, ville fibrene ikke få samme store styrke.

De våde filamenter tørrer på få minutter og skrumper sammen til de stærke fibre. Resultatet er et materiale, der er fuldstændig kompatibelt med biosfæren, da cellulosens naturlige struktur er bevaret i fibrene. Så materialet er endda også bionedbrydeligt og kompatibel med menneskeligt væv.

Ligesom elasticiteten i træfibre kan variere – f.eks. må nye grene, der er tynde og udsatte for vind være bøjelige – kan forskerne også variere stivheden i fibrene. Den helt store udfordring ligger i at lave materialet så stift, at det kan bruges i f.eks. vindmøllevinger og erstatte glasfibre, forklarer forskerne i en pressemeddelelse.

Men teknologien kan også bruges til f.eks. at fremstille et alternativ til bomuld, som i dag kræver enormt store mængder vand at dyrke, hvilket har gjort det til en vare i efterspørgselskategori med råolie.