Trä kan potentiellt ersätta bensin i kemi och betong i konstruktion, enligt studier utförda under det nationella forskningsprogrammet "Resource Wood." De visar hur värdefulla kemiska föreningar kan utvinnas ur trä, hur dess användbarhet som byggmaterial kan förbättras, och hur skogsförvaltningen kan optimeras.
Trä är inte bara ett konventionellt material, den har också stor innovationspotential som en högteknologisk komponent och råvara för kemi. Detta är en av slutsatserna från det nationella forskningsprogrammet "Resource Wood" (NRP 66), som närmar sig sitt slut efter fem års forskning.
Forskning som deltar i NRP 66 har utvecklat nya byggmetoder och analyserat skogsförvaltning i Schweiz. "Att analysera en naturresurs som trä kräver en global och integrerad strategi, säger Martin Riediker, ordförande för styrkommittén för NRP 66. "Vi kunde få en överblick över situationen och identifiera många lovande sätt att förbättra utnyttjandet av trä. Innovation kommer att spela en nyckelroll i detta sammanhang."
Byte av bensin mot ved
Organisk kemi måste komma överens med oljans och kolets ändliga natur, de fossila resurser som den förlitar sig på. Växtbiomassa är ett realistiskt alternativ, som flera NRP 66-projekt har visat. Forskargrupper på EPFL, ETH Zürich och University of Applied Sciences of Northwestern Switzerland (FHNW) utvecklade nya procedurer för att omvandla huvudkomponenterna i trä - cellulosa och lignin - till aromatiska föreningar och andra mellanprodukter som är viktiga för den kemiska industrin. Sviatlana Siankevich på EPFL var med och grundade uppstarten Embion för att omvandla den nyvunna kunskapen till säljbara produkter.
Projekten i NRP 66 spänner över hela spektrat från grundforskning till tillämpning. Michael Studer från Berns yrkeshögskola lyckades förbättra jäsningsprocesser av bokträ för framställning av etanol, ett vanligt använt bränsle. Byggandet av en pilotanläggning i kantonen Jura diskuteras med en industripartner och en virkesleverantör. François Maréchal på EPFL utvecklade ett IT-verktyg för att skapa den bästa layouten för ett bioraffinaderi. Lita på en numerisk modell, Tilman Schildhauer från Paul Scherrer -institutet kunde optimera produktionen av biogas.
Ett traditionellt men ändå innovativt material
"Att ha en framtid, trä måste uppfinna sig själv igen, " säger Martin Riediker. "Det ses som ett elegant material, men vi måste bättre utnyttja dess innovationspotential som en högteknologisk komponent." Ingo Burgert vid ETH Zürich har lyckats infoga en polymer i träets cellväggar för att göra den mer vattenavvisande och stabil för användning som byggmaterial; hans medarbetare har grundat uppstarten Swiss Wood Solutions som syftar till att marknadsföra nya träbaserade material. Arbetar i motsatt riktning, ett projektteam under ledning av Christoph Weder vid Adolphe Merkle Institute i Fribourg infogade cellulosa extraherad från träd i polymerer för att förbättra deras mekaniska egenskaper.
Heiko Thoemen från Berns yrkeshögskola förbättrade tillverkningsprocesser för skiktade skivor där ett plastskum är omslutet av två träpaneler, vanliga komponenter i prefabricerade plattmöbler. Vid yrkeshögskolan för teknik och arkitektur i Fribourg, Daia Zwicky har utvecklat en lätt träbetong genom att delvis ersätta sand med sågspån.
Programmet betonade vikten av kunskaps- och tekniköverföring mellan forskning, industri och offentliga myndigheter, särskilt genom att genomföra 17 workshops om specifika ämnen. Resultaten har varit imponerande:intensiv kunskapsöverföring med mer än 200 externa experter, skapandet av tre nystartade företag, och många avsiktsförklaringar att fortsätta samarbeta inom områdena forskning och utveckling.
En av de viktigaste rekommendationerna i NRP 66 är att inrätta ett "Bioraffinaderi kompetenscenter" och ett "Tekniskt centrum för schweizisk träinnovation." Programmet kräver också utvecklingen av en schweizisk bioekonomistrategi där trä tar sin välförtjänta plats.
"Att exploatera skog är vettigt i termer av ekologi och biologisk mångfald eftersom det kan stabilisera CO2-utsläppen i årtionden och minska växthuseffekten, " säger Martin Riediker. "Vi har en mycket känslomässig, till och med intim, förhållande till trä. Det är materialet som gamla möbler och vår barndoms stugor är gjorda av. Men trä kan göra ännu mer. Det finns mycket kunnande inom områdena konstruktion och innovation i Schweiz. Människorna som är involverade i dessa sektorer måste samarbeta nära för att maximera fördelarna med denna naturliga och förnybara resurs."
