Wood Nanoengineering for Multifunctionality through Metallization and Mineralization
Tid: Fr 2026-02-27 kl 14.00
Plats: F3, Lindstedtvägen 26
Språk: Engelska
Ämnesområde: Fiber- och polymervetenskap
Respondent: Xiaoying Xu , Biokompositer
Opponent: Professor Chunlin Xu, Åbo Akademi, Finland
Handledare: Universitetslektor Yuanyuan Li, Wallenberg Wood Science Center, Biokompositer; Professor Richard Olsson, Polymera material
QC 2026-02-03
Embargo t.o.m. 2027-02-27 godkänt av skolchef Amelie Eriksson Karlström via e-post 2026-02-02.
Abstract
Hierarkiska porösa material erbjuder mångsidiga funktionaliteter genom att kombinera porer över flera längdskalor, men deras kontrollerad bottent-uppsyntes är en stor utmaning. Denna avhandling presenterar en biomimetisk strategi för att framställa hierarkiska porösa mineraler och metaller genom att utnyttja trädets naturligta hierarkiska struktur. Direkt användning av trä som mall är dessutom miljövänlig och ekonomiskt fördelaktigt på grund av dess förnybara ursprung, låga kostnad och skalbara processbarhet.
En sekventiell metodik utvecklades, som började med att öka cellväggens begränsade tillgänglighet och massdiffusion i massivt trä. Detta uppnåddes först genom programmerad borttagning av cellväggskomponenter. Därefter undersöktes om-montering av biopolymererna till ett fibrilnätverk i lumen för att skapa träaerogeler med hög specifik ytarea. De konstruerade trästommen funktionaliserades därefter via metallisering eller mineralisering. Elektrolös kopparplätering gav komprimerbara, elektriskt ledande templat, medan MTMS-kondensation gav hydrofobicitet. ZnCl2 undersöktes också för att samtidigt framställa träaerogeler och utfälla ZnO in situ. De resulterande kompositer kombinerade de strukturella fördelarna med den konstruerade trästommen (stor ytarea, ordnade kanaler, mekanisk robusthet) med gästmaterialens funktionalitet. Denna synergieffekt möjliggör tillämpningar inom trycksensorer, termisk isolering i energieffektiva byggnader samt fotokatalytisk nedbrytning av färgämnen. Detta arbete etablerade en mångsidig och hållbar plattform för att omvandla förnybara resurser till högpresterande funktionella kompositer.