15.9.2021
En förpackning som har liknande egenskaper som plast men som egentligen är gjord av biomassa från skogen? Ja, exakt. Martti Toivakka och hans forskargrupp arbetar med att ta fram material och processer för förpackningsmaterial som kan brytas ned av naturen och hjälpa till att minska avfallsberget.
Vi är vana vid att en stor del av våra livsmedel levereras i förpackningar som gör att maten håller sig ätbar länge. Ofta beror det här på att förpackningen är helt eller delvis gjord av plast, till exempel har kartonger och pappersförpackningar ofta en plastbeläggning på insidan som bevarar livsmedlets fräschör. Samtidigt som plastmaterialen är praktiska och förhållandevis billiga medför de utmaningar i och med att de är svåra att återvinna och också ofta relaterade till miljöproblem. Hamnar plasten i naturen tar det en lång tid innan den bryts ned av naturen. Det här gör att vi behöver nya, alternativa och mera miljövänliga förpackningsmaterial. Lösningen kan vi hitta i skogen.
Allt fler inser att vi måste ha en hållbar teknologi och ekonomi och att den måste vara biobaserad. Också lagstiftningen, till exempel Europeiska unionens engångsplastdirektiv som förbjuder vissa plastprodukter, styr samhället i samma riktning.
Trä har traditionellt använts till att producera massa, papper och en del kemiska produkter som tallolja och terpentin. Samhällets behov av diverse pappersprodukter såsom förpackningar och mjukpapper är fortfarande stort, men samtidigt görs mycket arbete för att vidareförädla vedens komponenter, alltså cellulosa, hemicellulosor, lignin och extraktivämnen, till högvärdiga material och produkter.
– Vår forskargrupp arbetar bland annat med nanocellulosa, en produkt som härstammar från skogsbiomassa och som visar mycket lovande egenskaper i det här sammanhanget. Ta till exempel en matförpackning: för att bibehålla kvaliteten och förlänga livsmedlets hållbarhet krävs ett förpackningsmaterial som inte släpper igenom oljor, fett, arom och gaser som till exempel syre. Plast eller oljebaserade polymerer är material med de här egenskaperna, men ett potentiellt alternativ är att kombinera nanocellulosa med andra biobaserade polymerer till en tunn beläggning på papper och kartong. På det sättet kan vi skapa en biobaserad och bionedbrytbar förpackning, säger Martti Toivakka, professor i pappersförädling vid Åbo Akademi.
Forskningen vid Laboratoriet för naturmaterialteknik där Toivakka är verksam fokuserar på att ta fram barriärmaterial för industrin genom metoden bioraffinering, ett naturenligt och miljövänligt alternativ till oljeraffinering. Genom olika separeringsprocesser, till exempel så kallad selektiv extraktion, malning och homogenisering, isolerar forskarna beståndsdelar från biomassan, bearbetar och anpassar den för att göra den användbar i andra processer. Ett exempel på en sådan vidarebearbetning är möjligheten att använda nanocellulosa i olika framtida produkter.
– De här beståndsdelarna är mindre än våglängden för det synliga ljuset vilket gör att nanocellulosan också kan konverteras till en transparent film som kan användas i förpackningar där genomskinligheten är viktig. Kostnaderna är fortfarande en stor utmaning, men om vi på sikt lyckas ersätta plasten med alternativ gjorda av bionedbrytbara material är vi ett steg närmare en mer effektiv användning av skogen och andra förnybara resurser. Samtidigt får vi en mindre mängd avfall och följaktligen mindre miljöpåverkan.
Fakta: Teknologier för en hållbar framtid
- Åbo Akademi har fyra forskningsprofiler, varav Teknologier för en hållbar framtid är en. Profilen är mångvetenskaplig och har som mål att finna tekniska lösningar som kan hejda den pågående klimatförändringen och bidra till en ren miljö och ett hållbart samhälle.
- Inom forskningsprofilen utvecklas metoder och teknik som stöder övergången till hållbar produktion och energiförsörjning. Speciellt fokus läggs på att utveckla ny teknologi för att ersätta fossila råvaror med förnybara resurser såsom biomassa och solenergi.
- Finland, med sina stora skogsresurser och världsledande företag, har en unik möjlighet att inta en ledande roll i hur man kan utnyttja molekyler från biomassa för att ersätta fossila råmaterial.
- Även för utvecklingen av nya billiga och miljövänliga material för solceller är potentialen enorm: endast 0,01 % av solenergin som når jordens yta skulle räcka till för att täcka hela världens energibehov.
- Profilområdets styrka ligger i en slagkraftig kombination av djupt kunnande inom naturvetenskap, kemiteknik samt process- och energiteknik.
Klicka här för att läsa mera om forskningsprofilen och hur du kan bidra.