De formar lösningar för framtidens material

Chalmers deltar i forskningscentrumet Wallenberg Wood Science Center, WWSC, som har fokus på nya material från skogsråvaror och som bygger ny, djupgående kunskap och kompetenser för en hållbar framtid. För att utveckla och bredda forskningen inom centrumet ytterligare har man nyligen rekryterat Liyang Liu och Amparo Jimenez Quero, båda forskarassistenter, till Chalmers.

– Vi är oerhört glada över att ha rekryterat en ny generation mycket lovande forskare. De kommer att tillföra nya spännande kompetenser och kan bidra till många intressanta forskningssamarbeten, säger Lisbeth Olsson, professor i industriell bioteknik på Chalmers, och vice föreståndare på WWSC.

Förståelse för lignin kan leda till innovativa material

Liyang Liu, forskarassistent på avdelningen för kemiteknik, arbetar med att förstå de strukturella egenskaperna hos lignin, en av de främsta komponenterna i trä. Kunskapen kan användas för att designa till exempel miljövänliga polymerer, nanokompositer, och bläck för 3D-utskrifter.

– WWSC är ett världsledande forskningscentrum inom trä och hur denna råvara kan användas för innovativa och hållbara material − och på Chalmers har man lång erfarenhet av forskning kring trä och lignin. Som kemist med inriktning på biobaserade material är det min dröm att få arbeta på så prestigefyllda institutioner och utveckla min forskning om bioraffinaderier och grön kemi, säger han

Varför är din forskning viktig?

– Lignin från växtmaterial såsom trä har mångsidiga och funktionella kemiska strukturer som leder till avancerade egenskaper och unik biologisk aktivitet. Ökad förståelse för dessa makromolekylers strukturella egenskaper gör att vi kan skapa avancerade polymera material med förbättrad materialprestanda − men också med mindre miljöpåverkan − än icke-förnybara fossilbaserade råvaror.

Restprodukter som primära resurser i industrin

Amparo Jimenez Quero, forskarassistent på avdelningen för industriell bioteknik, har valorisering och karaktärisering av biomassa och gröna extraktionsmetoder som expertis, det vill säga utveckling av metoder för att utvinna önskade molekyler ur biomassa. Hon arbetar även med filamentösa svampar som bioteknologiskt verktyg och för produktion av biokomposit.

– WWSC är ett bra exempel på ett initiativ där industri och akademi samarbetar för att skapa ett hållbart samhälle. Jag har som mål att skapa lösningar som gör skillnad i samhället − i tätt samarbete med, och ekonomiskt stöd av, industriella partner. Genom detta arbetssätt hittar vi inte bara lösningarna utan utbildar också framtida ingenjörer för att tillämpa dessa lösningar i den privata sektorn, säger hon.

Varför är din forskning viktig?

– Det är avgörande för vårt samhälle, som är präglat av överdriven konsumtion och bristfällig avfallshantering, att ta sig an materialforskning från ett cirkulär perspektiv. Genom att använda restprodukter från industriprocesser − och se dem som primära resurser − minskar vi inte bara avfallet utan nyttjar också undervärderade resurser till produkter såsom material, mat, foderingredienser, samt för medicinska och kosmetiska applikationer.

Om Wallenberg Wood Science Center

• Wallenberg Wood Science Center, WWSC, är ett forskningscentrum med fokus på nya material från trä och är Sveriges största initiativ inom fältet.
• WWSC är ett samarbete mellan Kungliga tekniska högskolan i Stockholm, Chalmers tekniska högskola och Linköpings universitet.
• WWSC har sin bas i en stor satsning från Knut och Alice Wallenbergs stiftelse (KAW).
• Chalmers stiftelse stöder verksamheten.
• Svensk industri stöder WWSC via samarbetsplattformen Treesearch.

Tre frågor till Amparo Jimenez Quero, forskarassistent på avdelningen för industriell bioteknik, institutionen för life sciences

Berätta om din forskning, vilka samhällsutmaningar tar du dig an och hur?

– Min passion inom forskningen är att göra biobaserade produkter mer hållbara genom att använda underutnyttjade resurser. Målet är att anpassa processer för effektiv och ren användning av naturresurser, genom hållbara extraktionsmetoder och svampbioteknik. Med detta angreppssätt minskar vi avfallet, vi nyttjar naturresurser på ett effektivt sätt och bevarar deras egenskaper. Genom att undvika ytterligare bearbetning av biopolymerer tar vi vara på naturliga egenskaper för att förbättra funktionalitet hos de produkter vi skapar.

Vad kommer ditt största bidrag till WWSC och Chalmers vara?

– Då jag har en bred bakgrund inom cirkulär hantering och värdeökning av biomassa, vilket innefattar många typer biomassa och olika strategier, hoppas jag kunna bidra med många olika perspektiv på pågående projekt på Chalmers och WWSC. Dessutom skulle min erfarenhet av EU-projekt kunna vara värdefull för framtida samarbetsförslag inom nätverket.

Vad har du på gång just nu?

– Under 2024 kommer jag att påbörja mina projekt (MYCOMYM och FUN2FIGHT), som finansieras av FORMAS och Vetenskapsrådet. Jag fortsätter också koordinera EU-projektet CIRCALGAE, och mina aktiviteter inom H2020-projektet SISTERS, fortlöper. Dessutom kommer min postdoc, Pamela Freire, påbörja sitt Marie Curie-projekt, ECHOS.

Jag kommer också rekrytera personal under 2024 − just nu pågår rekrytering av en doktorand och två postdocs och senare under året ska ytterligare forskare ansluta.

Jag hoppas också på nya samarbeten med andra forskare på Chalmers i och med inköp av ny extraktionsutrustning där jag ska utveckla gröna och cirkulära processer.

Tre frågor till Liyang Liu, forskarassistent på avdelningen för skogsindustriell kemiteknik, institutionen för kemi och kemiteknik

Berätta om din forskning, vilka samhällsutmaningar tar du dig an och hur?

− På Chalmers kommer jag att handleda en forskargrupp inom ligninforskning. Lignin är en av de främsta komponenterna i trä − 15 till 30 procent av vikten. Min grupps mål är att undersöka kemiska reaktioner hos lignin och bestämma strukturen hos lignin och trä. Jag vill omvandla dessa biomakromolekyler till nyskapande material, som kan inkludera miljövänliga polymer-skummaterial, starka lim, nanokompositer, och bläck för 3D-utskrifter – alla skapade i hållbara processer. För att kunna designa ligninbaserade material rationellt måste man förstå deras strukturella egenskaper. Med denna kunskap kommer vi att skapa olika innovativa material, utveckla avancerade metoder för karaktärisering och skapa innovativa processer för att bearbeta material. Vårt arbete handlar inte bara om vetenskapliga framsteg, utan om att bana väg för en grönare svensk ekonomi som bygger på förnybara resurser.

Vad kommer ditt största bidrag till WWSC och Chalmers vara?

− Utöver min forskning kommer jag att träffa studenter på olika nivåer på Chalmers: föreläsa för mastersstudenter, handleda doktorander och agera mentor till postdocs. Jag kommer att utveckla workshoppar om ligninkaraktärisering och hållbar kemi för unga forskare, till exempel WWSC-doktorander. Sammantaget kan dessa insatser katalysera pågående ligninforskning och skapa samarbetsmöjligheter med seniora forskare både i och utanför Sverige. Genom att delta i programmet för resurssmarta processer vid institutionen för kemi och kemiteknik hoppas jag få ett nätverk av industriella samarbetspartners och kunna erbjuda innovativa lösningar för deras tekniska problem − och därmed bidra till en biobaserad ekonomi i Sverige.

Vad har du på gång just nu?

− Jag kommer att arbeta med ett tvärvetenskapligt forskningsprogram om ligninvetenskap och teknologi på Chalmers. Mitt startpaket inkluderar en doktorand som börjar i mars 2024. Min forskargrupp kommer att ha tre huvudområden relaterade till ligninvetenskap och dess tillämpning under de kommande fyra åren:

1. Skapa mångsidiga och enhetliga ligninbyggstenar:
   Förnybart lignin är en viktig resurs, men ligninets heterogena struktur begränsar hur det kan användas. Därför ska vi utveckla gröna bearbetningsmetoder för att omvandla lignin till ett bibliotek av mångsidiga och enhetliga ligninbyggstenar.
2. Etablering av en plattform för ligninkarakterisering:
   Att förstå vårt ursprungsmaterial, dess struktur och egenskaper, krävs för att designa material med hög prestanda. Men våra nuvarande karakteriseringsmetoder har begränsningar då de är tidskrävande och reproducerbarhet mellan laboratorier och höghastighetsanalys. Därför vill jag förbättra teknikerna samt bygga en plattform för ligninkarakterisering på Chalmers.
3. Utveckling av avancerade ligninbaserade material baserade på arbetet i punkt 1 och 2.