20.09.2013 Views

Framtidens Forskning - Stiftelsen för Strategisk Forskning

Framtidens Forskning - Stiftelsen för Strategisk Forskning

Framtidens Forskning - Stiftelsen för Strategisk Forskning

SHOW MORE
SHOW LESS

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

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!