Framtidens Forskning - Stiftelsen för Strategisk Forskning
Framtidens Forskning - Stiftelsen för Strategisk Forskning
Framtidens Forskning - Stiftelsen för Strategisk Forskning
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
© NextMedia<br />
För att skogsindustrin även framdeles ska<br />
ha en framtid i Sverige behöver processer<br />
ställas om <strong>för</strong> att också möjliggöra produktion<br />
av hög<strong>för</strong>ädlade produkter. Ett<br />
led i detta är arbetet inom WWSC, där<br />
KTH och Chalmers tillsammans bedriver<br />
forskning. På sikt hoppas man att forskningen<br />
ska kunna bidra med innovationer<br />
som bland annat ska kunna ersätta<br />
oljebaserade produkter med artiklar genererade<br />
från <strong>för</strong>nybar vedråvara.<br />
Gunnar Henriksson är professor i träkemi<br />
vid KTH.<br />
– I arbetet med att ta fram nya typer<br />
av material och nya processer från<br />
svensk vedråvara, är en del av utmaningen<br />
att få isär vedens huvudkomponenter:<br />
cellulosa, hemicellulosa och lignin. På<br />
molekylär nivå är veden uppbyggt som<br />
ett kompositmaterial där cellulosan representerar<br />
den armerande fibern. De<br />
övriga komponenterna har funktionen<br />
av en omgivande flexibel plast. Ligninets<br />
roll är att det tvärbinder hemicellulosan<br />
kovalent, vilket härdar. Uppbyggnaden<br />
gör det väldigt svårt att extrahera ut de<br />
olika komponenterna med selektiva lösningsmedel.<br />
Där<strong>för</strong> tittar vi på hur vi kan<br />
klippa dessa bindningar enzymatiskt.<br />
Bryta LCC-bindningar<br />
Lisbeth Olsson är professor på Chalmers<br />
i industriell bioteknologi, och verksam<br />
inom centret.<br />
– Ur en enzymatiskt synpunkt har vi<br />
som strategi att ta fram enzymer till olika<br />
applikationer, en är att enzymatiskt<br />
kunna klippa sönder lignocellulosans<br />
nätverksstruktur. Vårt fokus är lignin-<br />
kolhydratbindningen (LCC-bindningen)<br />
där vi i samarbete med organiska kemister<br />
i Gunnar Westmans grupp på Chalmers,<br />
arbetat med att syntetisera modell<br />
LCC-bindningar. Strukturerna är dåligt<br />
beskrivna i litteraturen, men nödvändiga<br />
att känna till eftersom vi <strong>för</strong>st måste veta<br />
vad som ska brytas innan vi kan klippa<br />
bindningen.<br />
Forskarna har visat att den <strong>för</strong>modade<br />
LCC-bindningen i det artificiella substratet<br />
kan klyvas enzymatiskt. Nästa steg är att<br />
testa teorin på ett mer komplext material.<br />
Mikroorganismer som lever på lignin<br />
På KTH studeras också mikroorganismer<br />
i naturen som bryter ner trä. En minst<br />
lika intressant källa att studera är jord.<br />
– Inom mikrobiologin har det hittills<br />
varit ett slags dogma att mikroorganismer<br />
uteslutande lever på cellulosa och hemicellulosa,<br />
inte lignin eftersom det är en ytterst<br />
komplex polymer. Vår forskning har<br />
lett till isolering av mikroorganismer som<br />
bara lever på lignin och i kulturfiltrat har<br />
vi kunnat påvisa katalysatorer, rimligtvis<br />
enzym, som klarar av att depolymerisera<br />
lignin. Nästa steg är att isolera enzymerna<br />
vilket <strong>för</strong>utsätter att man kan få fram högre<br />
koncentrationer av enzymet.<br />
Nya material från skogen<br />
Om forskarna lyckas med att separera<br />
ligninet, hemicellulosan och cellulosan,<br />
utan att <strong>för</strong>störa polymererna, skulle<br />
man kunna skapa nya material som kan<br />
ersätta oljebaserade produkter.<br />
– Bland annat har vi inom WWSC<br />
kunnat isolera xylan, en hemicellulosa,<br />
som man kan göra <strong>för</strong>packningsfilmer<br />
av. Detta har vi arbetat vidare med (i<br />
samarbete med Paul Gatenholms grupp)<br />
och enzymatiskt tillsatt acetyl- och stearatgrupper<br />
<strong>för</strong> att göra ytorna mer hydrofoba,<br />
säger Olsson.<br />
Ett generellt problem med hemicellulosan<br />
är att den jäm<strong>för</strong>t med cellulosan<br />
är en väldigt kort polymer. Det innebär<br />
att filmer kan bli väldigt svaga. Men det<br />
som i ett led är ett problem, kan vara en<br />
styrka i ett annat led.<br />
– Att lignin och hemicellulosa har starka<br />
bindningar kan i fallet med svaga <strong>för</strong>packningsfilmer<br />
visa sig vara en tillgång.<br />
Genom en liknande process som när man<br />
gör plast, kan man nämligen höja molekylvikten<br />
rejält på de bitar av hemicellulosan<br />
som innehåller ligninbitar, berättar<br />
Henriksson. Det gör filmerna betydligt<br />
starkare.<br />
Samarbete viktigt<br />
I ett SIDA-finansierat projekt studerar<br />
Chalmersforskarna också tropiska ekologiska<br />
nischer i Vietnam.<br />
– Detta är en annan källa till att hitta<br />
fram till nya spännande enzymer som<br />
passar <strong>för</strong> den uppgift och process som<br />
är avsedd. Från en vetenskaplig synvinkel<br />
handlar vårt arbete också om att<br />
bidra med vetenskaplig <strong>för</strong>ståelse om enzymernas<br />
verkan.<br />
Viktigt <strong>för</strong> arbetet är också att ha en<br />
stark koppling till den producerande industrin.<br />
– Genom att veta vilka behoven är,<br />
vilka egenskaper och material som efterfrågas,<br />
kan vi inrikta oss på att möta<br />
Annons<br />
Skogen i centrum på Wallenberg<br />
Wood Science Center<br />
Inom Wallenberg Wood Science Center, WWSC, skapar Kungliga Tekniska<br />
Högskolan och Chalmers Tekniska Högskola kunskapsmässiga <strong>för</strong>utsättningar<br />
<strong>för</strong> en ny och uthållig skogsindustri. I fokus står nya material baserade på<br />
vedråvara, samt processer <strong>för</strong> att tillverka dessa i stora volymer.<br />
29<br />
behoven samtidigt som vi strävar mot<br />
att överraska med helt oväntade genombrott,<br />
fastslår Lisbeth Olsson.<br />
i<br />
Lisbeth Olsson, Chalmers,<br />
och Gunnar<br />
Henriksson, KTH.<br />
Wallenberg Wood Science Center<br />
är ett gemensamt forskningscentrum<br />
där KTH och Chalmers tillsammans<br />
utvecklar ny teknik och nya produkter<br />
<strong>för</strong> att stärka svensk skogsindustri. Ett<br />
anslag på 120 miljoner under de tre<br />
<strong>för</strong>sta åren kommer från Knut och Alice<br />
Wallenbergs stiftelse och beslut om ytterligare<br />
80 miljoner <strong>för</strong> de följande tre<br />
åren har medgivits. Wallenberg Wood<br />
Science Center samlar den spetsforskning<br />
som finns i Sverige inom området<br />
med syfte att underlätta över<strong>för</strong>ingen<br />
av forskningsresultat till industriella<br />
tillämpningar. Inom centret utbildas<br />
också doktorer som kommer att kunna<br />
till<strong>för</strong>a industrin ny kompetens och en<br />
<strong>för</strong>måga att tänka utan<strong>för</strong> boxen, med<br />
målet att producera fler sidoprodukter<br />
där man utnyttjar resurserna på ett optimalt<br />
och konkurrenskraftigt sätt.<br />
Wallenberg Wood Science Center<br />
Teknikringen 56-58<br />
100 44 Stockholm<br />
Tel: 08-790 60 00<br />
www.wwsc.se