Miljøvennlig bygging med nanocellulose

Tekst:Anja Degerholm
PUBLISERT: 15 februar 2024
Forskerteamet eksperimenterte med forskjellige utskriftsalternativer for å se hvordan hydrogelen oppfører seg når den tørker til forskjellige former og mønstre. Foto: Chalmers tekniske høyskole/Emma Fry

Svenske forskere har for første gang vist hvordan et lettvektsmateriale laget av nanocellulose og alger kan 3D-printes og brukes som et bærekraftig byggemateriale.

Nanocellulose har tidligere blitt brukt i gelform i bioprinting som et kroppskompatibelt støttemateriale for vev og cellevekst. Ved å tørke nanocellulosen er teknologien nå oppskalert for å kunne brukes som et mer miljøvennlig alternativ til byggematerialer. Byggebransjen setter i dag et stort klimaavtrykk og det er derfor muligheter for å gjøre en stor forskjell med nye materialer og byggeteknikker.

Bak studien, som er publisert i det vitenskapelige tidsskriftet «Materials and Design», står forskere fra Chalmers og Wallenberg Wood Science Center. De har brukt nanocellulose, vann og et algebasert materiale kalt alginat for å lage en såkalt hydrogel. Alginatet gjør det mulig å 3D-printe materialet og gir det ekstra fleksibilitet når det tørker. Cellulose er et miljøvennlig alternativ til plast fordi det er et biprodukt fra for eksempel skogbruk, landbruk og papirproduksjon.

Malgorzata Zboinska, hovedforfatter av studien. Foto: Chalmers tekniske høyskole/Krystian Tadaj

– Helt konkret har vi tilført ny og hittil manglende kunnskap om materialets designegenskaper. Ved hjelp av våre prøver og prototyper har vi vist hvor tilpasningsdyktig materialet er, og hvordan det kan brukes i tilpasset digital design og 3D-printing ved hjelp av roboter, sier Chalmers-forsker Malgorzata Zboinska som er hovedforfatter av studien i en pressemelding.

Fra flytende til fast form

Hydrogelen har egenskaper som gjør at den kan fortynnes. Når det utsettes for trykk, blir det flytende slik at det kan 3D-printes, og når trykket fjernes går materialet tilbake til sin opprinnelige, faste form.

– 3D-printing er en veldig ressurseffektiv teknologi. Det gjør oss i stand til å produsere produkter uten å bruke for eksempel støpeformer, noe som betyr mindre restmateriale. Den er også veldig energieffektiv – det robotiske 3D-skriversystemet vi bruker drives ikke av varme, men utelukkende av lufttrykk. Det sparer mye energi fordi vi jobber i romtemperatur, sier Malgorzata Zboinska.

Forskerteamet eksperimenterte med mange forskjellige utskriftsalternativer for å se hvordan nanocellulosehydrogelen oppfører seg når den tørker inn i forskjellige former og mønstre. Resultatene blir et utgangspunkt for fremtidig produktdesign av for eksempel romdelere, persienner og veggpanelsystemer.

Brytes ned over tid

En viktig forskjell mellom biobaserte materialer og tradisjonelle byggematerialer, som betong og glass, er at de er organiske og brytes ned over tid.

– Vi trenger derfor ny kunnskap om hvordan vi kan bruke dem i arkitektur og hvordan vi kan forholde oss til deres kortere livssykluser, som ligner mer på det du finner i naturen enn i et kunstig og kontrollert miljø. Designforskere og arkitekter leter nå etter metoder for å designe produkter fra disse materialene som er både funksjonelle og estetisk tiltalende, sier Malgorzata Zboinska.

 

Les mer

Nytt utseende og logo på 3DP Norge

Fra i dag av, fredag 12. april er det lansert nytt design og logo på vårt nettsted og nyhetsbrev.
3DP-2024-1200x800-1-1024x683

Sandvik legger ned sitt senter for additiv produksjon

I november i fjor bestemte svenske Sandvik seg for å revidere strategien for forretningsområdet Additive Manufacturing. Det betyr at produksjonen av 3D-printede metalldeler i Sandviken avvikles.
sandvikadditivemanufacturingcentersandvikensweden

SSAB lanserer utslippsfritt stålpulver

SSAB lanserer verdens første stålpulver som produseres uten fossile utslipp av karbondioksid. Pulveret er laget av resirkulert stål og kombinerer egenskapene til SSABs meget solide stål med de lette strukturene som er mulig med 3D-printing.
SSAB-vang

Helsingborg satser på 3D-printede elbiler

Helsingborg og Lunds universitet i Sverige har signert en intensjonsavtale med det spanske selskapet e-Miles for en serie tester med 3D-printede kjøretøy. Disse skal brukes i et transportsystem for både personer og gods.
Test_drive

Siste nytt

Saab Dynamics og Freemelt innleder samarbeid

Freemelt har fått en ordre fra Saab Dynamics om en forstudie om materialprosessutvikling av komplekse materialer for nye innovative løsninger innen forsvarsindustrien.
Freemelt-2-1-1024x683-1

Nytt utseende og logo på 3DP Norge

Fra i dag av, fredag 12. april er det lansert nytt design og logo på vårt nettsted og nyhetsbrev.
3DP-2024-1200x800-1-1024x683

3DVerkstan utvider porteføljen med Caracol

3DVerkstan har startet et samarbeid med Caracol angående deres system for storskala additiv produksjon med roboter.
Caracol-1024x669

Sandvik legger ned sitt senter for additiv produksjon

I november i fjor bestemte svenske Sandvik seg for å revidere strategien for forretningsområdet Additive Manufacturing. Det betyr at produksjonen av 3D-printede metalldeler i Sandviken avvikles.
sandvikadditivemanufacturingcentersandvikensweden