Forskere udvikler grønne alternativer til fossile råvarer

Som en vedvarende ressource, træ rummer et stort potentiale i kampen mod klimakrisen. Først, det binder store mængder kulstof (1 ton pr. kubikmeter!). I øvrigt, det er et miljøvenligt alternativ til fossilbaserede ressourcer, som forårsager størstedelen af ​​drivhusgasemissionerne. På Institute of Bioproducts and Paper Technology ved Graz University of Technology (TU Graz), forskere fremstiller biologisk nedbrydelige materialer af trækomponenterne cellulose, hemicellulose og lignin.

Samir Kopacic, for eksempel, vil gerne bruge sådanne materialer til at være med til at sikre, at der i fremtiden bruges mindre plast og mere biologisk nedbrydelige materialer. Til dette formål, Instituttets såkaldte "barrierelab" er etableret i samarbejde med akademiske og industrielle partnere. der, Kopacic forsker i biobaserede emballagematerialer med lige så gode barriereegenskaber som for syntetisk plast. De skal beskytte pakkens indhold (mad, kosmetik, lægemidler, osv.) fra ilt, fugt og andre ydre påvirkninger, samt at bevare produkternes aroma og friskhed.

I øjeblikket, papir og pap er kun egnet til dette i begrænset omfang, som Kopacic påpeger:"Papir og pap er porøst og fibrøst. For at opnå den nødvendige uigennemtrængelighed, de er ofte belagt med syntetiske polymerer, der er ikke-biologisk nedbrydelige og vanskelige at genbruge, eller lamineret med metalfolier."

Kopacic vil gerne afhjælpe denne situation i samarbejde med sammenslutningen af ​​den østrigske papirindustri Austropapier og med støtte fra dets industrielle partnere. I FFG-forskningsprojektet PapSpray, som er finansieret med 810,- 000 euro, projektteamet forfølger metoden med at sprøjte papir eller pap med biopolymerer. "Når der påføres biobaserede barrierematerialer på papir, konventionelle belægningsmetoder har haft begrænset succes på grund af disse materialers komplekse strømningsegenskaber. Vi tester nu egnetheden af ​​spraybelægningsprocesser og undersøger, hvordan biopolymerer skal sprøjtes på papir for at opnå de ønskede barriereegenskaber, " siger projektleder Kopacic. For den unge forsker (født i 1989) betingelserne er de rette for et afgørende gennembrud:"Fra et teknologisk synspunkt, Spraycoating er en fleksibel proces, der kan integreres i papirproduktion og også kan bruges i kombination med eller som et supplement til konventionelle coatingteknologier." Det treårige forskningsprojekt har til formål at udvikle en grundlæggende forståelse af samspillet mellem papir, biopolymer og sprayproces, dermed skabes grundlaget for at kunne producere og anvende plastfri og genanvendelig papiremballage til endnu bredere anvendelsesmuligheder end tidligere.

Ultralette materialer mellem materialeteknik og bioteknologi

Brugen af ​​biobaserede materialer i stor skala er også formålet med EU-projektet BreadCell fra FET Open-finansieringslinjen, endnu et forskningsprojekt ved Institut for Bioprodukter og Papirteknologi. Under konsortiets ledelse af Chalmers Tekniske Universitet (Göteborg, Schweden), et tværfagligt team af forskere fra TU Graz, universitetet i Wien, BioNanoNet og det europæiske forskningscenter Tecnalia sigter mod at udvikle en radikalt ny teknologi til fremstilling af miljøvenlige letvægtsmaterialer baseret på træ og cellulose. I øjeblikket, for eksempel, storindustrien bruger hovedsageligt lette materialer fremstillet af syntetiske, ikke-nedbrydelige polymerer til sikkerhedskomponenter i biler eller til letvægts, robust og modstandsdygtigt sportsudstyr. "Vi ønsker at tilbyde alternativer og arbejder på bæredygtige celluloseskum til at erstatte eksisterende kompositter, " forklarer Stefan Spirk.

Spirk har allerede skabt opsigt med udviklingen af ​​et ligninbaseret redoxflowbatteri ("vanillinbatteri") og, sammen med institutleder Wolfgang Bauer, bidrager med knowhow fra papirmasse- og papirforskning til projektet.