VERKO 1
VO 6/18 YTBEHANDLING Här är världens starkaste bi
omaterial Forskare vid KTH, University of Michigan i USA och DESY i Tyskland har producerat ett biobaserat material som överträffar styrkan hos alla kända konkurrenter. Det gäller så väl tillverkade som naturliga biobaserade material, inklusive spindeltråd som allmänt anses representera naturens starkaste material. Denna förståelse har kombinerats med en relativt enkel process där man låter nanofi brer omgärdade av vatten fl öda i en millimeterbred kanal. Genom att ansluta två ytterligare fl öden vinkelrätt mot fl ödesriktningen i två steg, först vatten och sedan vatten med lågt pH, ger resultatet att nanofi brerna orienteras i fl ödets riktning (längs den fi ber som spinns). De låses sedan fast genom att interaktionerna mellan nanofi berna styrs. Detta ger en välorganiserad struktur av nanofi brer som sedan kan torkas. – Detta forskningsresultat har åstadkommits genom att vi utvecklat en förståelse som gör att vi kan kontrollera de grundläggande parametrar som är nödvändiga för perfekt nanostrukturering, såsom partikelstorlek, interaktioner, orientering, diff usion, nätverksbildning och dynamik, säger Daniel Söderberg. Han tillägger att studien även öppnar möjligheten för att utveckla material från andra typer av nanofi brer där den strukturella kontrollen kan tillåta framställandet av användbara material med avancerad funktionalitet och goda mekaniska egenskaper. Processen kan därmed också användas för att kontrollera framställningen av komponenter från kolnanorör och andra nanofi brer. Det framställda biobaserade materialet har en dragstyvhet på 86 gigapascal (GPa) och draghållfasthet på 1,57 GPa. Forskningen har fi nansierats av Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse genom Wallenberg Wood Science Center vid KTH. Så här fl ätas nanofi brerna för att bli till världens starkaste material. En av de stora utmaningarna vid skapande av användbara material från nanometerstora komponenter som till exempel kolnanorör, är att sammanfoga dessa så att nanokomponenternas överlägsna egenskaper återspeglas i den slutliga produkten. Nanofi brillär cellulosa (CNF), naturens byggsten som ger styrka och stabilitet för träd och växter, är en biobaserad naturligt förekommande nanofi ber med extrema mekaniska egenskaper. Forskargruppen har lyckats sätta ihop ett användbart material som nyttjar de extrema mekaniska egenskaperna hos CNF och som kan användas för framställning av framtida biobaserade lättviktsmaterial för användning i fl ygplan, bilar, möbler och andra produkter. – De biobaserade fi brer eller fi lament som vi tillverkar från CNF är åtta gånger styvare och starkare än den spindeltråd som allmänt anses vara det starkaste biobaserade materialet. Förutom att slå alla biobaserade material överstiger de specifi ka egenskaperna i styrka eller styvhet de fl esta metaller, legeringar, keramik och glasfi brer men är även i paritet med kevlar, säger Daniel Söderberg, forskare vid KTH. Studien är publicerad i tidningen American Chemical Society (ACS Nano) och beskriver forskarnas metod att efterlikna naturens förmåga att ordna nanofi brer i en nästan perfekt struktur. Forskningsframstegen springer ur en ökad förståelse för hur fysiken kontrollerar struktureringen av komponenter på nanometernivå, såsom CNF. Nålprägling Lasermärkning Etikettmärkning Märkpennor Märkning före eller efter bearbetning? Komplett sortiment av märkmaskiner för tillverkning / legoindustrin! Telefon 08-409 200 10 E-post: info@lumark.se www.lumark.se www.verko.se 43