Restprodukt fra skoven bliver til robuste byggematerialer

Byggesektoren står for 37 procent af verdens CO2-udledning, ifølge FN’s miljøorganisation (UNEP). En del af den udledning går til fremstilling af byggematerialer, og med tanke på alt det, der skal bygges nu og fremover for at skaffe boliger, institutioner og kontorpladser til en hastigt voksende befolkning, kan det derfor være en rigtig god ide at tænke i alternativer til konventionelle byggematerialer.

Det kunne fx være mere træ. Eller – det kunne være en del af træet!

Det er der i hvert fald lagt op til med den seneste forskning i nanocellulose fra Chalmers Teknologiske Universitet i Sverige, hvor et team af forskere med Malgorzata Zboinska i spidsen har udviklet et produkt af nanocellulose og alger, som kan 3D-printes og bruges til netop byggematerialer.

Cellulose, som er moder til nanocellulose, er den ene af træs tre bestanddele, og fordi det er et restprodukt fra skovbrug, landbrug og papirfremstilling, er det tilgængeligt i store mængder. Ifølge forskerne er produktet billigt at fremstille, ikke blot i kroner og øre, men også energimæssigt.

Fra flydende til fast form

Nanocellulose er ikke en ny opfindelse. På Træ.dk har vi tidligere skrevet om, hvordan nanocellulosen bruges til EKG-plaster, emballagefilm, 3D-printede engangsforbindinger og sågar et supermateriale lavet af nanocellulose og edderkoppespind, som har potentiale til at kunne erstatte både plastik og tekstiler.

Men det er første gang, at den ellers fugtige, geleagtige masse er blevet tørret og brugt som byggemateriale.

Resultatet er opnået ved at blande nanocellulosefibre, vand og det algebaserede materiale alginat. Materialet er tilpasningsdygtigt og kan bruges i skræddersyet, digitalt design og 3D-print ved hjælp af robotter, forklarer projektleder Malgorzata Zboinska.

Hydrogelen af nanocellulose har egenskaber, der gør, at den kan fortyndes. Når gelen udsættes for tryk, bliver den flydende og kan 3D-printes. Når trykket fjernes, vender materialet tilbage til sin oprindelige, faste form.

“3D-print er en meget ressourceeffektiv teknik. Det gør det muligt for os at fremstille produkter uden at bruge eksempelvis støbeforme, hvilket betyder mindre spild. Det er også meget energieffektivt. Det robotiserede 3D-printsystem, vi anvender, bruger ikke varme, kun lufttryk. Det sparer meget energi, da vi kun arbejder ved stuetemperatur,” siger Malgorzata Zboinska.

Genoptages i naturens kredsløb

Et af kendetegnene for biobaserede materialer som nanocellulose er, at de kan nedbrydes og genoptages i naturens kredsløb.

”Vi har derfor brug for ny viden om, hvordan vi kan bruge dem i arkitekturen, og hvordan vi kan forholde os til deres kortere livscyklusser, som minder mere om det, man finder i naturen, end i et kunstigt og kontrolleret miljø”, siger Malgorzata Zboinska.

Forskerne har prøvet mange forskellige 3D-print for at se, hvordan nanocellulosehydrogelen opfører sig, når den tørrer ind i forskellige former og mønstre.

Resultaterne af forsøgene bliver brugt som udgangspunkt for fremtidigt design af produkter. Ifølge forskerne vil materialet kunne bruges til fx skillevægge, vægpaneler og lyddæmpende plader.

Kilde: Chalmers Teknologiske Universitet

Videnskabelig artikel: Robotically 3D printed architectural membranes from ambient dried cellulose nanofibril-alginate hydrogel