Vad som ser ut som ett runt vitt papper är i själva verket ett membran av nanocellulosa, som har visat sig ha unika egenskaper för att rena gruvindustrins spillvatten. Membranet är ett av de funktionella material som professor Aji Mathew och hennes kollegor har designat och byggt från grunden.
– Vi har testat materialet för att rena vatten från svensk gruvindustri med väldigt goda resultat, säger Aji Mathew, professor vid Institutionen för material- och miljökemi.
Gruvindustrins spillvatten innehåller stora mängder metaller, exempelvis koppar och silver, som är svåra att rena med dagens metoder. Med nanocellulosa finns möjlighet att avskilja en högre andel metaller ur vattnet än idag. Dessutom kan både de avskilda metallerna och filtermaterialet återvinnas, konstaterar Aji Matthew.
– Filtermaterialet bidrar till en renare miljö, men också till ett bättre fungerande kretslopp av resurser.
Filtermaterialet, som ursprungligen togs fram inom ett EU-projekt, utvecklas nu vidare – bland annat med stöd av Wallenbergstiftelsen och inom forskningsprogrammet Mistra TerraClean.
Nanocellulosa från biobaserade råvaror
Aji Mathew har jobbat med tillämpningar av nanocellulosa i närmare två decennier. Sedan 2015 leder hon en grupp vid Stockholms universitetet som forskar om biobaserade funktionella nanomaterial – det vill säga material som designas för att erbjuda en specifik mekanisk, kemisk eller biologisk funktion.
– Vi framställer nanocellulosa från biobaserade råvaror. Med nanopartiklarna bygger vi upp nya funktionella material som kan användas inom olika områden, exempelvis vattenrening, katalys och biomedicin, säger Aji Mathew.
Det stora intresset för nanocellulosa, inom såväl forskning som industri, hänger ihop med materialets porösa struktur. Materialet är perforerat av otroligt många, små håligheter – vissa bara någon nanometer i diameter, det vill säga någon miljondels millimeter. Eftersom det går att påverka storlek och läge på dessa håligheter vid tillverkningen, är det möjlighet att successivt förbättra materialets egenskaper.
Potential för att återskapa skadade kroppsdelar
En lovande tillämpning finns inom biomedicin. Aji Mathew och hennes kollegor hoppas att nanocellulosa ska kunna användas för att återskapa skadade kroppsdelar.
– Den porösa strukturen med många håligheter liknar kroppens brosk. I ett av våra projekt försöker vi modifiera egenskaperna för att efterlikna kroppens vävnad så mycket som möjligt.
I projektet bygger forskarna upp ett ”skelett” – bestående av nanocellulosa och en biobaserad polymer, ett slags förnybar plast – som sedan beläggs med nanocellulosa. I det arbetet har 3D-skrivaren blivit ett viktigt redskap.
– De senaste åren har vi använt 3D-skrivare för att förbättra tillverkningen av den underliggande strukturen. Skrivaren hjälper oss på så vis att skapa ett kompositmaterial med precis de egenskaper vi vill ha.
Nedbrytbart och förnybart material
Nanocellulosa bidrar till att lösa miljöproblem, dessutom är materialet nedbrytbart och förnybart – vanligtvis använder Aji Mathews forskningsgrupp restprodukter från skogs- och livsmedelsindustrin. Forskningen kring nanocellulosa vid Stockholms universitet bidrar på sikt till ökad hållbarhet i samhället, konstaterar Aji Matthew.
– Vårt mål är att producera material med unika funktioner som också är biobaserade och miljömässigt hållbara.
Text: Henrik Lundström
