Forskare från Karlstads universitet har nyligen genomfört avancerade experiment vid forskningsanläggningen MAX IV i Lund. Genom tillgång till det kraftfulla Formax-strålröret öppnas nya möjligheter att studera pappers- och fibermaterial på en detaljnivå som tidigare inte varit möjlig.
– Det här är en fantastisk möjlighet att mäta på en anläggning med betydligt mer kraft och fler möjligheter än vad vi kan uppnå i våra egna laboratorier, säger Björn Sjöstrand, docent i kemiteknik.
Besöket möjliggjordes genom ett samarbete med forskare vid Chalmers tekniska högskola, som också varit drivande i ansökan om mättid vid anläggningen.
– Vi uppskattar verkligen samarbetet mellan lärosätena och möjligheten att komma upp till er på KAU för att labba och sedan samarbeta på ForMax för mätningar. Samarbete är alltid kul!, säger Jelka Feldhusen, doktorand i kemi och kemiteknik vid Chalmers tekniska högskola.
Studerar materialens inre struktur
Under experimenten har forskargruppen fokuserat på att utforska Formax-strålrörets potential för att karakterisera pappersark och fibermaterial. En central frågeställning är hur så kallad förhorning, förändringar i fibermaterial efter torkning, påverkar materialens struktur på mikroskopisk nivå.
Experimenten har omfattat fuktcykling i kombination med dynamisk mekanisk analys (DMA) av pappersark med olika typer och nivåer av additiv, samt varierande grad av förhorning. Mätningarna har gjorts under noggrant kontrollerade variationer i fukt och temperatur.
Samtidigt har forskarna samlat in både WAXS- (Wide-Angle X-ray Scattering) och SAXS-data (Small-Angle X-ray Scattering), vilket ger detaljerad information om materialens struktur från molekylär till nanometrisk nivå.
Bakomliggande mekanismer
Några färdiga resultat finns ännu inte, men forskarna har höga förväntningar på vad analyserna kan ge.
– Vi tror att resultaten kommer bidra till en djupare, mer fundamental förståelse av hur fibermaterial och cellulosabaserade material fungerar, särskilt när det gäller de bakomliggande mekanismerna, säger Björn Sjöstrand.
Den ökade kunskapen kan på sikt få stor betydelse, inte minst för utvecklingen av nya material och förbättrad användning av skogsbaserade råvaror.
Förutom att ge svar på specifika forskningsfrågor visar projektet också vilka avancerade experiment och kombinationer av analysmetoder som är möjliga att genomföra vid MAX IV.
– Det öppnar för fler studier och nya frågeställningar kring fiberbaserade material. På sikt kan det bidra till både ökad användning och bättre uppskalning i industriella tillämpningar, säger Björn Sjöstrand
Deltagare i projektet
Projektet genomfördes av Niklas Kvarnlöf och Björn Sjöstrand från Karlstads universitet, tillsammans med Gunnar Westman från Chalmers som var projektledare och huvudsökande till den ansökan som möjliggjorde experimenten vid MAX IV.
Deltog gjorde även Jelka Feldhusen från Chalmers. Roland Kádár och Marko Beck från Chalmers tekniska högskola styrde och körde alla experiment tillsammans med Kim Nygård, Head of Formax beamline.
Läs mer om MAX IV
