Biobaserade piezofibrer för tekniska textilier – steg 1

Projektet pågick mellan maj och november 2024.

Syftet med detta projekt var att utvärdera och utveckla biobaserade termoplastiska polymerer (bioplaster) för högvärdiga tillämpningar i tekniska textilier, baserat på deras potentiella piezoelektriska egenskaper.

Utvecklingen av högvärdiga tillämpningar för bioplast är en nyckel för att främja en fortsatt tillväxt av bioplastsektorn. Detta projekt syftade till att utforska en sådan tillämpning (av högt värde): biobaserade piezoelektriska fibrer för tekniska textilier.

Ett piezoelektriskt material är ett material som kan generera ett elektriskt fält när det deformeras. Ny forskning tyder på att den biobaserade sektorn kan ge en ny innovativ källa för piezoelektriska polymerer.

Deltagare

Gaia Biomaterials, (SE), Senbis (NL), Grafren (SE), Camfil (SE), Andritz (D) och RISE Research Institutes of Sweden AB (SE).

Budget

Projektets budget var på drygt 900 KSEK.

Därför var detta viktigt

Projektet ville undersöka möjligheten att använda bioplaster i en högteknologisk tillämpning: piezoelektriska textilfibrer eller plastfilmer som kan användas som sensorer eller för att generera el. Ett framgångsrikt projekt skulle leda till att bioplaster kan ersätta de fossilbaserade och fluorerade plaster som för närvarande används i dessa tillämpningar. Det skulle också visa på en ny tillämpning för bioplaster där det skulle vara motiverat att betala de relativt höga priser som bioplaster för närvarande betingar.

Förväntade resultat

Resultaten skulle ligga till grund för fortsatt forskning där funktionella piezofibrer utvecklas baserade på biopolymerer lämpliga för användning i tekniska textilier.

Ett nybildat tvärvetenskapligt team skulle samarbeta mot de förväntade resultaten genom att:

  1. Välja material, i nära samarbete mellan intressenter som är aktiva inom utveckling av biopolymerer, smältspinning och grafenbeläggningar; utvärdera flera biopolymerer med avseende på piezoelektrisk aktivitet, spinnbarhet och kompatibilitet med en grafenbeläggning som skulle utgöra en yttre elektrod.
  2. Utveckla koncept, i nära samarbete mellan intressenter som ser en användning för biobaserade sensorfibrer integrerade i sina produkter. Egenskaperna hos utvalda biopolymerer skulle utvärderas med avseende på användning i produktapplikationerna.

Konkreta resultat

Projektet genomfördes i fyra steg:

  1. Materialval: Potentiellt piezoelektriska biopolymerer valdes ut och samlades in.
  2. Karakterisering: Metoder för bearbetning och testning utvecklades för att tillverka piezoelektriska testceller.
  3. Fiberspinning: Flera biopolymerer kunde smältspinnas utan problem.
  4. Konceptutveckling: Demonstrationer i labskala genomfördes framgångsrikt för ledande e-textilier, ytladdningsstudier av luftfiltermaterial och tryckkännande tekniska textilier.

Nästa steg

Detta projekt resulterade i utökad kunskap och utvecklade samarbeten, vilket projetparterna förväntar sig kommer att leda till fortsatt forskning mot:

  • Användning av biopolymerer som basmaterial för nya e-textilier.
  • Utveckling av material för filtreringsprodukter med ökad effektivitet och längre livslängd.
  • Utveckling och uppskalning av piezofibrer för sensoriska tillämpningar, till exempel i ”smarta” kompositer med realtidsfeedback.
  • Vidare materialutveckling för att optimera den piezoelektriska effekten i biopolymerer.