Till innehåll på sidan

Julklappar som packar upp sig själva

Forskarnas material i olika former och färger: som emballage runt en mutter och två olika blommor
Forskarnas material i olika former och färger: som emballage runt en mutter och två olika blommor. Foto: DESY

NYHET

Publicerad 2022-12-21

En svensk-tysk forskargrupp har utvecklat ett nytt träbaserat material som kan röra på sig med hjälp av lite fukt. Förutom rörligheten kan materialet laga sig självt, men är också starkt och kan töjas utan att gå sönder. En av KTH-forskarna bakom det nyutvecklade materialet berättar att det skulle kunna användas som förpackningsmaterial som tar internetfenomenet Unboxing till helt nya nivåer.

– I princip kan vi skapa ett aktivt presentpapper av vårt material. Det räcker med att addera lite fukt så kommer presenten att packa upp sig själv, säger Stephan Roth.

Han är medförfattare till den studie som precis publicerats i den vetenskapliga tidskriften Advanced Function Materials, och forskare på KTH. Därtill är Stephan Roth också anställd vid tyska DESY (Deutsches Elektronen Synchrotron) och ansvarig för en del av synkrotronljusanläggning Petra III som varit involverad i forskningsarbetet.

porträttfoto Stephan Roth
Stephan Roth, forskare vid KTH

Inte olik biologisk vävnad

Forskargruppens material består av en tunn film cellulosananofibrer tillsammans med två typer av polymerer, inte helt olikt biologisk vävnad. För att producera det har forskarna blandat polyvinylalkohol (PVA) med kalciumpolystyrensulfonat (PSS) som de sedan mixat med cellulosafibrerna. Lösningen har de hällt på en glasplatta.

När lösningen torkat har den tunna filmen bildats, ett tajt kemiskt nätverk av kemiska och fysiska bindningar. 

– Det är främst kalciumpolystyrensulfonatet som bidrar till att materialet är så extremt töjbart och starkt. Man kan även tillsätta olika färgämnen om man vill att materialet ska vara mer färgrikt och skilja sig åt vid olika tillämpningar, säger Qing Chen, forskare vid DESY och den vetenskapliga publiceringens försteförfattare.

julklappar under en gran
Förutom presentpapper tänker forskarna att materialet även ska kunna användas som fuktsensorer och strömbrytare. Foto: Mel Poole / Unsplash

Fuktsensor eller strömbrytare

Omslagspapper för julklappar och presenter, samt solskydd som automatiskt fälls in när det börjar regna är en sak. Det nya materialet har större potential än så. Det skulle kunna användas till en fuktsensor eller strömbrytare.

Materialet kan på ett sätt ses som programmerbart. Det går att bestämma i vilket riktning materialet böjer sig, med vilken hastighet samt formen, genom att skräddarsy geometrin när materialet skärs till.

Bakom forskningsarbetet står förutom KTH och DESY även GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research.

Text: Peter Ardell

För mer information, kontakta Stefan Roth på svroth@kth.se.

Publicering

"Cellulose-Reinforced Programmable and Stretch-Healable Actuators for Smart Packaging", Advanced Function Materials, doi.org/10.1002/adfm.202208074

Så kan produktionen skalas upp

För att kunna skala upp produktionen av materialet är det viktigt att ha god kontroll på miljön under det att filmen bildas, berättar Qing Chen, forskare vid DESY. Detta eftersom filmens fuktkänslighet är starkt beroende av den så kallade avdunstningsinducerade självmonteringsprocessen. Förångningshastigheten för filmen bör anpassas efter storleken på filmen så att torkning av filmens kant inte är alltför mycket snabbare än filmens mitt. Om fukten avdunstar för snabbt finns det risk för att filmen inte blir platt och slät.