Bra akustik på arbetsplatsen förbättrar arbetseffektiviteten och produktiviteten, vilket är en av anledningarna till att akustiska material spelar roll. Marknaden för akustisk isolering förväntas redan nå 15 miljarder USD år 2022, eftersom byggföretag och industri ägnar mer uppmärksamhet åt ljudmiljöer. Forskare vid Aalto-universitetet, i samarbete med finska akustikföretaget Lumir, har nu studerat hur dessa gemensamma element runt omkring oss kan bli mer miljövänliga, med hjälp av cellulosafibrer.

"Modeller för akustisk absorption är baserade på tester gjorda med syntetiska fibrer, och naturliga fibrer fäster inte vid dessa modeller. Med naturliga fibrer som cellulosa, vi kan använda tunnare strukturer för att uppnå samma ljudabsorption som syntetfibrer, säger Jose Cucharero, doktorand vid Aalto-universitetet.

Cuchareros forskning utforskar effekten av naturliga fibrers egenskaper på ljudabsorption och hur dessa fibrer kan användas i rumsakustik. Syntetiska fibrer, som glasfiber och stenull, är enhetliga i kvalitet. Cellulosafibrer har en komplex struktur med naturliga oregelbundenheter, som kan vara en tillgång för att absorbera ljud inomhus. Fibrernas ursprung verkar också spela roll:hans forskning har funnit att lövträfibrer absorberar ljud bättre än barrträfibrer. Baserat på forskningen, detta kan tillskrivas lövträfibrernas mindre dimensioner.

Förutom deras utmärkta akustiska egenskaper, cellulosafibrer har också positiva miljöeffekter jämfört med traditionella akustiska material. Tillverkningen av cellulosafibrer är betydligt mer energieffektiv, och fibrerna absorberar också betydande mängder koldioxid från atmosfären. Att använda fibern i byggmaterial är ett effektivt sätt att lagra kol:byggnader håller i årtionden, till skillnad från engångsförpackningar och papper där cellulosa vanligtvis används.

"Akustiklösningar baserade på cellulosafibrer kan appliceras på en lång rad anläggningar. T.ex. akustiska sprayer—som kan användas på vilken yta som helst för att skapa en porös, ljudabsorberande lager – kan avsevärt förbättra komforten för byggnader under renovering utan att ändra deras visuella utseende, " säger Cucharero.

Forskningsresultat används redan i produktutvecklingen

Vid sidan av sin doktorsavhandling, Jose Cucharero arbetar på Lumir Oy, som producerar akustiska lösningar i linje med principerna för den cirkulära ekonomin. Resultaten av avhandlingen används i utvecklingen av nya cellulosabaserade akustiklösningar, och studien har snabbt tillämpats i produktutveckling.

Det kommersiella perspektivet kompletteras också av tester som säkerställer produkternas skalbara tillverkning och brandmotstånd. Baserat på resultaten, en industriellt skalbar process har utvecklats för tillverkning av akustikpaneler baserade på cellulosafibrer.

"Regeringar runt om i världen har bestämt sig för att bli koldioxidneutrala. Vi kan inte uppnå detta genom att bara minska utsläppen, vi måste också absorbera koldioxid från atmosfären och lagra den i produkter, " säger Lumirs FoU-direktör Tuomas Hänninen, Teknologidoktor och Jose Cuchareros examensrådgivare.