Material som kan suga upp mycket stora mängder vätska, i till exempel blöjor, tillverkas av fossil petroleumolja. Forskare från SLU och KTH har tagit fram vete- och potatisbaserade material med liknande egenskaper.
Många småbarnsföräldrar tänker på hälsa och miljö i samband med inköp till sina barn. Vad de ofta inte är medvetna om är att den stora miljöboven vid användning av engångsblöjor är de superabsorberande material som används för att hålla småbarnen torra om rumpan. De små kornen som suger upp stora kvantiteter vätska tillverkas nämligen av petroleumolja, vilket är en stor miljöbelastning. I länder där blöjorna hamnar på soptippar frigörs dessutom skadliga kemikalier när blöjorna bryts ned.
Superabsorberande material baserade på petroleumolja används också i en rad andra produkter, såsom sjukvårdsartiklar, byggnadsmaterial, runt kablar och för vätskeabsorption i olika produkter. Behovet av miljövänliga alternativ är stort ur ett klimat- och hållbarhetsperspektiv.
Utgår från produktion av stärkelse och etanol
Forskare vid Sveriges lantbruksuniversitet (SLU) och Kungliga Tekniska högskolan (KTH) har därför gemensamt undersökt möjligheterna att använda olika proteinrika strömmar från lantbruks- och livsmedelsproduktion – främst från stärkelse och etanoltillverkning – som bas för produktion av superabsorbenter. Inom detta samarbete har det nu tagits fram biologiskt nedbrytbara superabsorbenter baserade på både vetegluten och potatisprotein. Materialen har lågt koldioxid-avtryck, god upptagningsförmåga för vatten och saltlösningar, och tar snabbt upp blod. Arbetet har varit finansierat av Vinnova.
– Proteiner är intressanta, eftersom de har så många olika egenskaper och kan struktureras på så många olika sätt. Det gör dem unika som biomolekyler, säger Eva Johansson, professor på SLU. Dessutom är det intressant att kunna använda strömmar från lantbruks- och livsmedelsproduktion som idag används till lågvärdesprodukter eller inte används alls, och alltså inte konkurrerar med matproduktionen.
Superasorbenter i pilotskala
– Materialen kan svälla upp till 4 000 procent i vatten och 600 procent i saltlösning, säger Antonio Capezza, numera forskare vid KTH, och tidigare doktorand vid SLU och KTH. Den globala marknaden för engångsblöjor förväntas nå 55 miljarder dollar år 2025, fortsätter han, så vi har ett stort hål att fylla.
Forskarna strävar nu efter att skala upp sina försök och framställa superabsorbenter i pilotskala. I samband med detta vill de också samverka mer med samhället för att synliggöra både problem och möjligheter med de superabsorberande materialen. Just nu pågår en studie där forskarna använder både ekonomiska analyser och livscykelanalyser för att belysa för- och nackdelar med olika typer av proteinbaserade superabsorbenter i förhållande till de petroleumbaserade alternativen.
Avhandling:
Sustainable Biobased Protein Superabsorbents from Agricultural Co-Products. Sveriges lantbruksuniv., Acta Universitatis Agriculturae Sueciae, 1652-6880. Capezza Villa, Antonio José (2020).
Vetenskapliga artiklar:
High capacity functionalized protein superabsorbents from an agricultural co-product: a cradle-to-cradle approach. (Capezza AJ, Cui Y, Numata K, Lundman M, Newson WR, Olsson RT, Johansson E, Hedenqvist MS (2020). Adv Sust Syst 4:2000110 (13).
Acylation of agricultural protein biomass yields biodegradable superabsorbent plastics. Capezza AJ, Muneer F, Prade T, Newson WR, Das O, Lundman M, Olsson RT, Hedenqvist MS, Johansson E (2021). Comm Chem 4:52. (2021).
Kontakt:
Eva Johansson, professor, Institutionen för växtförädling, SLU, eva.johansson@slu.se
Antonio Capezza, postdoktor, Polymera material, KTH, ajcv@kth.se
Mikael Hedenqvist, professor, Polymera material, KTH, mikaelhe@kth.se
