För en lekman låter det smått otroligt att mänskliga reservdelar kan komma att tillverkas av material som baseras på cellulosa. Men det är något som forskaren och professorn Kristiina Oksman vid Luleå tekniska universitet tror kan bli verklighet inom en inte alltför avlägsen framtid.
Hon forskar om så kallade bionanokompositer och hur man kan utveckla processerna för att framställa sådana material.
- Vi har testat att göra ligament av nanokompositer och vi har fått fram väldigt intressanta resultat. De är kompatibla med kroppen, de stöts inte bort och de har bra mekaniska egenskaper, berättar Kristiina Oksman, professor i trä- och bionanokompositer vid LTU.
Doktorerade 1997
Hon doktorerade vid LTU 1997 och arbetade sedan i fem år vid Sicomp i Öjebyn. Chansen att ägna sig åt forskning om bionanokompositer kom då hon utsågs till professor vid Norges teknisk-naturvetenskapliga universitet i Trondheim 2001.
- Jag hade sådan tur att de började med ett stort, nationellt forskningsprogram om nanoteknologi i Norge. Jag sökte och fick pengar. Min specialitet är att utveckla kompositprocesser, säger Kristiina Oksman.
2006 blev hon erbjuden en professur vid LTU i Skellefteå och tackade ja. För två år sedan flyttade man avdelningen för trä- och bionanokompositer till Luleå.
Växande ämne
Det är ett nytt och internationellt sett växande forskningsämne som Kristiina Oksman och forskargruppen vid LTU ägnar sig åt. Allt började för 15 år sedan med en grupp forskare i Grenoble i Frankrike. Nu bedrivs forskning om bionanokompositer i USA, Kanada, Japan, Europa, Kina och Indien.
Prefixet nano- anger att det rör sig om mycket små beståndsdelar; en nanometer är en miljarddels meter. Forskarna utgår ifrån cellulosa, en vanlig restprodukt från både skogsindustrin och livsmedelsindustrin. Cellulosa finns i cellväggarna i alla växter och är det vanligaste organiska ämnet i naturen.
Andra egenskaper
Finessen är att cellulosafibrerna får andra egenskaper när de skalas ned till nanoskalan i laboratoriet. Det blir både starkt och lätt.
- Även om man har mycket litet material så får man en jättestor yta, som gör att man kan påverka materialets egenskaper, säger Kristiina Oksman och visar upp en burk med en vit, fast gel.
Burken innehåller 99 procent vatten och resten är nanocellulosa, som ändå fyller upp burken.
Så kallade nanokristaller finns i naturen. Den vackra färgen på en fjärils skimrande vingar beror inte på färgpigment utan på cellernas nanostruktur förklarar Kristiina Oksman.
Bättre filter
I laboratoriet försöker forskarna att skapa material som passar för olika ändamål. Kristiina Oksman berättar om några forskningsprojekt som hon och hennes kollegor i forskargruppen håller på med.
- Vi ska försöka tillverka en ny typ av membranfilter som till exempel kan användas för att rena vatten. Nanofiltren tar fast metalljonerna mycket mer effektivt än vanliga filter, beskriver Kristiina Oksman.
Ett annat projekt handlar om att utveckla nya förpackningar, baserade på bionanokompositer och därmed helt förnyelsebara produkter. En vanlig mjölktetra kan synas bestå enbart av kartong, men den innehåller en hel del plast.
- Det är ett jättestort problem med all plast som går till förpackningar, som bara används en gång.
Vikbara dataskärmar
Andra tänkbara användningsområden för bionanokompositerna är som material för vikbara dataskärmar och som lätta isoleringsmaterial till bilindustrin. Det sistnämnda baserat på så kallad aerogel som är det lättaste material som finns i fast form.
Forskningen vid LTU är inte inriktad på grundforskning utan på den praktiska tillämpningen av bionanokompositer.
- Vi försöker se hur man kan använda det på riktigt.
Internationell forskargrupp
Forskarna i hennes grupp kommer från hela världen; för tillfället består den av kvinnor och en man från länder som Indien, Finland, Venezuela, Iran och England. Inte en enda svensk finns med i gruppen.
- Vi kanske är mer kända utomlands än vad vi är i Sverige, spekulerar Kristiina Oksman.
Forskningsresultaten som produceras verkar intressera många. En licentiatavhandling som doktoranden Maiju Hietala presenterade i våras är den i särklass mest nedladdade publikationen från LTU:s publikationsdatabas.