När bioekonomin byter råvaran olja mot skog, bygger forskningsföretaget Cellutech en brygga mellan grundforskning och industri. Bland annat letar man sätt att använda genomskinligt trä och specialkompositer – men det klimatsmarta cellulosaskummet Cellufoam ligger närmast lansering.

”Vi vill ta bort den oljebaserade plasten och ersätta den med cellulosabaserade material. Plast är ju ett oändligt vitt begrepp, men vi har använt den till allt lite av slentrian; till exempel är det ju orimligt att använda ett material som finns kvar i 450 år till engångsartiklar. Vi behöver ett mer cirkulärt tänkande kring hur man bygger upp material redan från designstadiet. Nu samarbetar vi med industrin för att testa material i riktiga applikationer, inte bara i Sverige utan i hela världen”, berättar Åsa Ek i en intervju med podcasten Skogspodden.

”Cellutech är ett väldigt speciellt företag: vi finns mitt emellan industri och akademi. Vi sitter på KTH och plockar upp idéer från Wallenberg Wood Science Center, och fortsätter utveckla dem för att nå applikationer som är intressanta för industrin. Den gemensamma nämnaren är att det handlar om material som kommer från skogen”, säger Åsa Ek.

Förnybar skumplast av pappersmassa

Cellutech presenterade 2015 en helt träbaserad cykelhjälm med vaddering av nanocellulosabaserat skum. Foto: WWSC

Cellulosa finns i alla träd och växter. I materialet Cellufoam omvandlas cellulosa från svensk pappersmassa till ett poröst skummaterial som kan formas till skivor och användas på samma sätt som frigolit eller cellplast – en polystyrenplast som bland annat används som stötdämpare i förpackningar, och som byggisolering. Att göra den förnybar är ingen liten sak: världskonsumtionen är ungefär 7 miljoner ton, och 2020 uppskattas marknaden vara värd över 100 miljarder kronor per år. Tittar man på skumplaster i allmänhet är den globala marknaden tio gånger så stor.

”Cellufoam är det material vi har kommit längst med. Det är lätt, stöttåligt, skyddande och isolerande”, förklarar Åsa Ek. ”Vi kan göra olika skum för att uppfylla olika materialkrav, med ett brett intervall av egenskaper – från rigida till mjuka flexibla skum – och vi är på gång att testa det i flera applikationer för att motivera att göra det här i stor skala. Vi har goda indikationer på att det i full industriell skala kan bli lika kostnadseffektivt som befintliga cellplaster, och det kan finnas på marknaden 2019-2020.”

Produkt- och teknikutvecklar med företagen

Trä kan i sig beskrivas som ett kompositmaterial av cellulosa, lignin och hemicellulosa. Cellulosa är en naturlig polymer, som organiserar sig i fibrer av olika dimensioner. I träet hålls de ihop av lignin, ungefär som betong håller armeringen på plats i en byggnad, och hemicellulosan fungerar som ett mellanskikt. I massatillverkning är det cellulosan som används, medan ligninet rensas bort som restprodukt. Cellulosans minsta byggsten är nanocellulosa – den struktur som bygger upp fibrerna.

”Från början var Cellufoam helt baserat på nanocellulosa, som vi kunde skumma till ett lättviktsskum. Som exempel på tekniken presenterade vi 2015 en cykelhjälm helt gjord av skogsråvara, och med skummet som stötdämpning. Den fick väldigt stor uppmärksamhet och gav oss många kontakter med företag.”

Cellutech utvecklade materialet vidare i samverkan med företagen kring specifika applikationer. För att göra det mer kostnadseffektivt och mer industriellt gångbart övergick man så småningom till mikrofibrerad cellulosa.

”Jag har jobbat med träbaserade material i snart tio år, och attityden till nya material har förändrats mycket: nu ifrågasätter kunderna materialvalen, och företagen vill ha nya lösningar. Det syns från industrin att det verkligen finns ett gediget intresse för att ställa om”, berättar Åsa.

Parallellt med skumutvecklingen har man arbetat med andra materiallösningar i försöksskala. Ihåliga kulor av ren cellulosa, som kan användas som utfyllnadsmaterial i förpackningar och kompositer, till exempel, och vattenavstötande ytbeläggningar av vaxer som kan skydda Cellufoamskivorna. Vissa material har egenskaper som är helt oväntade i träbaserade material: en formbar komposit av nanocellulosa har nanopartiklar som gör materialet magnetiskt – och en polymerkomposit har träets styrka och bärighet, men är transparent.

Genomskinligt trä kan spara energi i byggnader

Det genomskinliga träet är en polymerkomposit som bevarar träets bärighet. Som byggmaterial kan det spara energi för belysning och uppvärmning, och öppna helt nya konstruktionsmöjligheter – till exempel integrerade solcellsfasader. Foto: Cellutech.

Det genomskinliga trämaterialet konstrueras som en komposit där trästrukturens hålrum fylls med en genomskinlig polymer. Resultatet blir starkare och lättare än glas, och genomskinligt utan att vara glasklart. Det kan användas i bärande konstruktioner. Som byggnadsmaterial skulle det kunna användas som ett energibesparande mellanting mellan fasad och fönster – en panel som släpper in solljus genom hela ytan och bidrar till både uppvärmning (som i ett växthus) och belysning.

”Genomskinligt trä är ett oerhört spännande material som ännu är i sin linda. Vi kan få den bärande styrkan i trä kombinerat med genomskinligheten. Det pågår mycket grundforskning på Wallenberg Wood Science Center kring det här, och vi arbetar nära dem och tittar på var ett sådant material kan platsa och hur det skulle kunna användas. Tekniken fungerar för olika typer av polymerer, så länge de har rätt optiska egenskaper – men självklart är det intressantast om hela materialet är förnybart.”

En annan tänkbar tillämpning är att använda genomskinligheten till att bygga kombinerade solceller och huspaneler; med billigt och förnybart trä som råvara kan det göra det mer kostnadseffektivt att täcka stora ytor.

”Oljans tid har lagt något av en blöt filt över inspirationen kring hur man kan använda träråvara. Nu ifrågasätts det, och det kommer en uppsjö av olika initiativ”, sammanfattar Åsa Ek: ”På några decenniers sikt kommer vi nog inte att se oljebaserad skumplast – men utöver det kommer vi att ha massor av nya material som vi inte ens kan föreställa oss idag.”

Artikeln bygger delvis på en intervju med Åsa Ek i Skogspodden.

Artikeln publicerades i september 2018.