Innventiaforskaren Mikael Ankerfors har avlagt sin licentiatexamen med en avhandling med titeln ”Microfibrillated cellulose: Energy-efficient preparation techniques and key properties”. Avhandlingen sammanfattar effekterna av Innventias forskning kring nanocellulosa och beskriver tre olika metoder för hur nanocellulosa – även kallad mikrofibrillär cellulosa (MFC) – kan tillverkas med utgångspunkt från massafibrer.

”Arbetet är en effekt av internationella samarbeten inom EU- och Vinnovafinansierade projekt samt arbete inom Innventias industriellt finansierade klusterforskningsprogram. Det görs mycket på många olika håll och jag är mycket glad över att kunna presentera ett arbete, som sammanfattar delar av vad vi kan göra idag när det gäller MFC”, säger Mikael Ankerfors.

När skogsindustrin söker nya affärsmöjligheter och produkter är nanocellulosa en spännande möjlighet. Nanocellulosa, eller MFC, skulle kunna bli en bulkvara som bland annat kan användas som förstärkningskomponent i andra material, som till exempel papper, och bioplaster, men nanocellulosa skulle även kunna användas för så vitt skilda användningsområden som barriärmaterial för förpackningar, additiv i livsmedel, kosmetika, läkemedel och elektronik

Inom Innventia har MFC-forskningen i första hand varit inriktad på processen – att kunna producera nanocellulosa så energisnålt som möjligt – och här har stora framsteg gjorts. Baserat på dessa forskningsresultat byggdes 2010 en pilotfabrik för att producera nanocellulosa i tillräcklig omfattning för vidare utveckling mot applikationer (läs här).

I Mikael Ankerfors avhandling beskrivs tre olika metoder för tillverkning av MFC i vilka massafibrer först förbehandlas och sedan homogeniseras i en högtryckshomogenisator. I en av metoderna underlättas fiberdelamineringen av en kombinerad enzymatisk och mekanisk förbehandling. I de andra två processerna görs detta istället genom att introducera anjoniskt laddade grupper i fiberväggarna. Alla tre processerna är industriellt uppskalningsbara och möjliggör väsentligt lägre, 91-98 procent, energiförbrukning jämfört med tidigare studier.

Genom att optimera förbehandlingen kan kvaliteten, t.ex. en films mekaniska och optiska egenskaper samt syrebarriär, förbättras. De tillverkade materialen har karakteriserats på olika vis och det har visats att de producerade MFC-fibrillerna är omkring 5-30 nanometer breda och upp till flera mikrometer långa.

”Vår förhoppning är att MFC ska bli en kommersiell produkt. Vi ser till exempel hur Stora Enso nu investerar i en förkommersiell produktionsanläggning i Imatra (lär här). Den gjorda forskningen tillsammans med pilotanläggningen är helt avgörande för företag att gå vidare”, säger Torgny Persson, chef för affärsområde Material Processes, Innventia.