Jordbruksrester ska ge helt hållbart material
En ny kemisk process ska göra det möjligt att skapa nya miljömässigt hållbara material som kan repareras, ”laddas” med nya funktioner och även vara helt nedbrytbara.
Råolja är idag kanske den viktigaste råvaran på jorden. Förutom att användas som bränsle är den även av avgörande betydelse för tillverkning av olika plaster och andra material. Men råolja kommer sakta att ta slut och mot bakgrund av den pågående klimatuppvärmningen måste råoljan fasas ut ur produktionen. Samtidigt med denna utveckling ökar jordens befolkning och därmed behovet av livsmedel. Trots det ökande livsmedelsbehovet är det idag enbart runt 10 procent av den biomassa som producera på åkrarna som blir till livsmedel. Mycket lämnas kvar, bränns eller blir till ensilage eller andra produkter som inte blir mat åt människor. Det finns alltså en enorm potential att ta vara på denna icke ätbara del av det som produceras inom jordbruket. Genom att hitta nya användningsområden går det att förädla rester från jordbruket till produkter med större värde – och som kan ersätta produkter tillverkade av råolja.
Foto: Niklas Björling
Joseph Samec, professor i organisk kemi vid Stockholms universitet, får nu möjlighet att anställa en doktorand för att forska om hur restprodukter från jordbruket ska kunna förädlas. Han är en av de totalt 90 forskare som tilldelas medel i den första utlysningen för doktorand- och postdoktorprojekt inom WISE (The Wallenberg Initiative Materials Science for Sustainability) för att anställa doktorander eller postdoktorer för forskning kring hållbara material.
Ny process frigör lignin från cellulosa
Målet för forskningsprojektet är att kunna ta fram ett material av jordbruksrester som både kan återvinnas och repareras under sin livscykel. I fokus för forskningen står lignin, som är ett ämne som binder ihop cellulosafibrer i trä, och som ofta betraktas som en restprodukt i skogs- och jordbruk. Joseph Samecs forskargrupp har nyligen upptäckt en ny kemisk process som frigör ligninet från cellulosan. Det sker genom en reaktion med hemicellulosa, som är en grupp av kolhydrater som finns i växternas cellväggar tillsammans med lignin och cellulosa. Den kemiska förening (polymer) som då skapas är sedan tänkt att sammanfogas med pappersmassa för att skapa ett nytt funktionellt kompositmaterial.
Material som kan repareras och återvinnas
Det som ska bli speciellt med detta material är att det kan repareras och återvinnas men även få nya funktioner genom kemiska processer under sin livscykel. Och när materialet är uttjänt kan det brytas ned i naturen. Alla råvaror som ingår och som behövs i processen för att tillverka och återanvända det nya materialet ska produceras av restprodukter från jordbruket. Därmed skapas ett helt cirkulärt och hållbart material.
Forskning om flygbränsle och textilier
Joseph Samec forskar sedan tidigare kring hur restprodukter från skogs- och jordbruket kan få nya användningsområden. Hittills har han främst studerat restprodukter från skogsbruket. Han studerar bland annat lignin, som tidigare betraktats som en restprodukt i skogsindustrin, för att se om det kan användas till flygbränsle. Tillsammans med Aji Mathew, professor i kemi med fokus på biobaserade material vid Stockholms universitet, leder han även ett par projekt för att studera hur rester från svenskt skogsbruk ska ersätta bomull vid produktion av textilier till vården och därmed minska klimatbelastningen samt hur återvinning av textilier och skogsrester kan användas för att producera kemikalier och nanocellulosa.
Tillsammans med forskare vid Sveriges lantbruksuniversitet har han dessutom utvecklat en modell för produktion av textil och biobränsle från snabbväxande poppel. Genom att tillämpa hållbara katalysmetoder på poppel som odlas i nordiskt klimat vill forskarna minska efterfrågan på bomull för att frigöra stora arealer av jordbruksmark från att producera bomull (som kräver mycket vatten och bekämpningsmedel) till att odla livsmedel.
Läs även "Nyrekryteringar inom jättesatsning på hållbara material"
Läs även "Lab-on-a-Chip, ett nytt sätt att förstå och undersöka spridningen av miljöföroreningar"
Läs även "Omvandling av koldioxid till bränslen" om Sergey Koroidovs forskning
Läs mer om Joseph Samecs forskning:
Rötter och grenar ska bli kläder åt vårdpersonal
Snabbväxande poppel kan frigöra mark för livsmedelsproduktion
Framtidens material och drivmedel snart här
The Wallenberg Initiative Materials Science for Sustainability (WISE)
Senast uppdaterad: 4 april 2023
Sidansvarig: Kommunikationsavdelningen