Papperssugrör stod i fokus när Chalmersforskare och industri möttes för det allra första industriella experimentet vid forskningsstationen ForMAX på MAX IV. Experimentet är det första i sitt slag och syftar till att ge nya insikter i hur vi ska kunna ersätta plast med trämaterial i förpackningar.
Hur kan trä på bästa sätt ersätta plast i förpackningar? Det är en fråga som många tillverkare nu brottas med, inte minst sedan det nya EU-direktiv som förbjuder engångsartiklar i plast trätt i kraft. Dock krävs mer kunskap om hur fibermaterial beter sig och fungerar för att man ska kunna ta fram konkurrenskraftiga, återvinningsbara och miljövänligare träbaserade alternativ – och här kan avancerad röntgenspridningsteknik visa vägen. Det beror på att denna typ av teknik lämpar sig särskilt bra för studier av så kallade hierarkiska material, vilka innehåller många olika strukturer på flera längdskalor. Till hierarkiska material räknas bland annat trä, mat, textil och ben.
Första experimentet vid strålröret ForMAX
Vid forskningsanläggningen MAX IV i Lund hölls nyligen det första experimentet för industriell användning vid strålröret ForMAX, när forskare från institutionen för fysik vid Chalmers sammanstrålade med samarbetspartnern Tetra Pak. Projektet är del av Vinnovafinaniserade kompetenscentrumet FibRE och samarbetsplattformen Treesearch. Även Wallenberg Wood Science Center är involverade i forskningssamarbetet.
ForMAX är speciellt framtagen för forskning om material från skogen. Forskningsstationen ger forskarna möjlighet att i extrem detalj studera materialets olika skikt och strukturer, både i realtid och ner på minsta möjliga nivå – det som kallas ångströmnivå.
– Ju bättre vi förstår vad som påverkar strukturerna, desto smartare kan man designa förpackningar eftersom det är tidskrävande och dyrt att ta fram olika prover. När vi på förhand förstår varför materialet reagerar som det gör kan man styra tillverkningen till bästa möjliga resultat redan från början, säger Linnea Björn, doktorand i Marianne Liebis forskargrupp vars inriktning är röntgenbaserad forskning på hierarkiska material.
Undersökte papperssugrör
Papperssugrörs egenskaper var i fokus under dagen för experimentet. Hur förändrar vätska och förändring av luftfuktighet sugrörens struktur? Hur inverkar olika sorters vätskor på strukturen, och var i strukturen tränger vätskan in? Det var några av de saker som undersöktes och som ger viktiga ledtrådar för hur morgondagens papperssugrör bäst kan utformas. Med sig tillbaka har nu forskarna en stor mängd data som ska analyseras.
– Dataanalysen är som att lägga ett mycket stort pussel, men det handlar också om att sålla fram vilken information som är relevant och att ställa sig rätt frågor om vad man ska leta efter. Ett exempel på vad vi letar efter är molekylernas orientering, eftersom det är något som påverkar materialets egenskap. Kanske kan vi styra dem att lägga sig på ett annat sätt för att få ett starkare material. Röntgen är en unik teknik på så sätt att den ger oss mångsidig information om hela kedjan för materialet, säger Linnea Björn.
Ger information som underlättar vid design och tillverkning
Resultaten från dataanalysen kan i framtiden användas som indata till simuleringar, för att testa materialen digitalt. Desto mer information forskargruppen kan ta fram om materialen, desto mer verklighetstrogna resultat kan simuleringarna ge, vilket sedan underlättar när det blir dags för att designa och tillverka nya produkter av materialen.
– Jag gillar samarbetet mellan akademin och industrin, det är häftigt att veta att det man gör kan få betydelse och komma till praktisk användning, säger Linnea Björn.
Läs mer:
Kontakt
- Affilierad docent, Materialfysik, Fysik
- Doktorand, Materialfysik, Fysik