Som en förnybar resurs, trä erbjuder stor potential i kampen mot klimatkrisen. Först, den binder stora mängder kol (1 ton per kubikmeter!). Dessutom, det är ett miljövänligt alternativ till fossilbaserade resurser, som orsakar majoriteten av växthusgasutsläppen. Vid Institutet för bioprodukter och pappersteknologi vid Graz tekniska universitet (TU Graz), forskare tillverkar biologiskt nedbrytbara material av träkomponenterna cellulosa, hemicellulosa och lignin.

Samir Kopacic, till exempel, skulle vilja använda sådana material för att säkerställa att mindre plast och mer biologiskt nedbrytbara material används i framtiden. För det här syftet, Institutets så kallade "barriärlabb" har etablerats i samarbete med akademiska och industriella partners. Där, Kopacic forskar om biobaserade förpackningsmaterial med lika bra barriäregenskaper som för syntetiska plaster. De måste skydda förpackningens innehåll (mat, kosmetika, mediciner, etc.) från syre, fukt och andra yttre påverkan, samt att bevara aromen och fräschören hos produkterna.

För närvarande, papper och kartong lämpar sig endast för detta i begränsad omfattning, som Kopacic påpekar:"Papper och kartong är porösa och fibrösa. För att uppnå den nödvändiga ogenomträngligheten, de är ofta belagda med syntetiska polymerer som är icke biologiskt nedbrytbara och svåra att återvinna, eller laminerade med metallfolier."

Kopacic skulle vilja åtgärda denna situation i samarbete med Association of the Austrian Paper Industry Austropapier och med stöd av dess industriella partners. I FFG-forskningsprojektet PapSpray, som finansieras till 810, 000 euro, projektgruppen fortsätter att spruta papper eller kartong med biopolymerer. "När man applicerar biobaserade barriärmaterial på papper, Konventionella beläggningsmetoder har haft begränsad framgång på grund av de komplexa flytegenskaperna hos dessa material. Vi testar nu lämpligheten av spraybeläggningsprocesser och undersöker hur biopolymerer behöver sprayas på papper för att få önskade barriäregenskaper, " säger projektledaren Kopacic. För den unga forskaren (född 1989), förutsättningarna är de rätta för ett avgörande genombrott:"Ur en teknisk synvinkel, Spraybeläggning är en flexibel process som kan integreras i pappersproduktion och även kan användas i kombination med eller som ett komplement till konventionell beläggningsteknik." Det treåriga forskningsprojektet syftar till att utveckla en grundläggande förståelse för samspelet mellan papper, biopolymer och sprayprocess, skapar därmed grunden för att kunna producera och använda plastfria och återvinningsbara pappersförpackningar för ett ännu bredare användningsområde än tidigare.

Ultralätta material mellan materialteknik och bioteknik

Användningen av biobaserade material i stor skala är också syftet med EU-projektet BreadCell från FET Open finansieringslinjen, ytterligare ett forskningsprojekt vid Institutet för bioprodukter och pappersteknologi. Under konsortiets ledning av Chalmers tekniska högskola (Göteborg, Schweden), ett tvärvetenskapligt team av forskare från TU Graz, universitetet i Wien, BioNanoNet och det europeiska forskningscentret Tecnalia siktar på att utveckla en radikalt ny teknik för produktion av miljövänliga lättviktsmaterial baserade på trä och cellulosa. För närvarande, till exempel, storskalig industri använder huvudsakligen lätta material gjorda av syntetiska, icke-nedbrytbara polymerer för säkerhetskomponenter i bilar eller för lätta, robust och motståndskraftig sportutrustning. "Vi vill erbjuda alternativ och arbetar på hållbara cellulosaskum för att ersätta befintliga kompositer, " förklarar Stefan Spirk.

Spirk har redan orsakat uppståndelse med utvecklingen av ett ligninbaserat redoxflödesbatteri ("vanillinbatteri") och, tillsammans med institutets chef Wolfgang Bauer, bidrar med kunskap från massa- och pappersforskning till projektet.