Nya avancerade material - nyckel till den gröna omställningen

För att lyckas med den gröna omställningen och utveckla allt från högteknologiska produkter till hållbara textilier och förpackningar behövs nya avancerade material. Traditionella material ligger till grund för en stor del av Sveriges basindustri och utvecklingen av nya avancerade material är nu ett av de dominerande områdena i det svenska deeptech-ekosystemet.

2D-material, biobaserade material, polymerer och kompositmaterial utvecklas för att till exempel spara energi, vara lättare, starkare och mer återvinningsbara. De används för utveckling av högteknologiska produkter och applikationer, som kommunikationsteknologi, batterier, vindkraftverk, solceller och elmotorer liksom textilier och förpackningar. Avancerade material finns också med på EU-kommissionens listor över prioriterade nyckelteknologier för Europas teknologiska självständighet och för kritiska teknologier för Europas ekonomiska säkerhet.

Grafen- supermaterial med multifunktionalitet

Ett av de mest intressanta materialen som bedöms ha en enorm potential är grafen, vars upptäckt belönades med nobelpriset i fysik 2010. Kolbaserade grafen är ett så kallat 2D-material som är extremt tunt, ändå extremt starkt, böjbart, leder ström och tål mycket höga temperaturer. Dessutom är det nästan genomskinligt. Det finns i många olika former och kvaliteter och har en mängd potentiella användningsområden.

– Sverige ligger långt framme inom forskning kring grafen och 2D-material och inte minst i att utforska industriella tillämpningar. Svenska företag är också framgångsrika i att producera grafen och att förädla grafenmaterial. Många egenskapsförbättringar riktar sig mot den gröna omställningen, som batteri- och solcellsutveckling, samt att skapa mer energieffektiva produkter och mindre materialanvändning, säger Fredrik Sahlén, Senior forskningsledare inom elektriska isolationssystem på ABB och ordförande i det strategiska innovationsprogrammet SIO Grafen.

Svenska företag är också framgångsrika i att producera grafen och att förädla grafenmaterial.

Innovationsprogrammet har under det senaste decenniet haft en central roll för utvecklingen av grafen i Sverige.

– SIO Grafen har skapat ett ekosystem av grafenintressenter i Sverige, som möjliggör möten mellan akademi, forskningsinstitut och företag i hela värdekedjan, från grafentillverkare till slutanvändare. En framgångsfaktor har varit att programmet har stöttat projekt i olika mognadsfaser; förstudier, innovations- och demonstratorprojekt, säger Fredrik Sahlén.

Han menar att en grundförutsättning för att grafen och andra nya avancerade material ska nå en bredare industriell användning är att materialen, utöver miljöförbättringar, antingen tillför nya funktionaliteter eller kostnadsbesparingar.

– För att materialet ska kunna användas industriellt är det viktigt att materialförsörjningen är stabil, kvaliteten är förutsägbar och pålitlig och att priset är rimligt. I detta sammanhang är det också viktigt att internationella standarder utvecklas och att säkerheten kring materialhanteringen säkerställs.

Vinnova finansierar fem nya grafen-projekt

Vinnova finansierar nu ytterligare fem grafen-projekt inom SIO Grafen. Ett av de finansierade projekten drivs av medtechbolaget Wellspect tillsammans med Mittuniversitetet, Chalmers tekniska högskola och Cobolt AB. Målet är att utveckla ytskikt av grafen för katetrar, vilket kan ge ett effektivt skydd mot bakterier för att minska risken för urinvägsinfektioner.

–  Infektioner orsakade av användning av invasiva medicintekniska produkter är ett stort problem inom sjukvården. En antibakteriell yta baserad på grafen har flera fördelar mot andra alternativ då den har mycket hög effekt och är hållbar både vad gäller risk för resistensutveckling och miljö, säger Martin Lovmar, ansvarig för forskning-och utveckling på Wellspect.

”Utveckling av nya material tar lång tid”

CelluXtreme är en materialstartup som baseras på ett forskningsgenombrott inom Wallenberg Wood Science vid KTH, en spinningsteknik som möjliggör tillverkning av väldigt starka och styva fibrer från ren cellulosa. Med det som bas utvecklar bolaget ett nytt kompositkoncept. Kompositmaterial används idag som lättviktsmaterial vid till exempel för tillverkning av flygplansdelar,  sportutrustning, medicinsk utrustning och vindkraftsblad där det behövs väldigt lätta men styva komponenter. 

– Vårt mål är att utveckla ett unikt högpresterande och biobaserat lättviktsmaterial som svarar upp mot samhällets ökande krav på hållbar produktion och konsumtion av material och produkter. Biobaserade material är viktiga som mer miljövänliga ersättare både i tillverkning och återvinning, men kan också ha helt nya egenskaper och möjligheter och det är då det blir riktigt konkurrenskraftigt, säger vd Anna Wiberg.

CelluXtreme var i sin första utvecklingsfas del av Vinnova-programmet Innovativa startups och fick hösten 2023 finansiering inom utlysningen Acceleration av deeptech-företag genom vilken bolaget kan arbeta med att skala upp till pilotprojekt.

Anna Wiberg har gedigen erfarenhet av ledande positioner i innovationssystemet för utveckling av avancerade biobaserade material och betonar hur viktigt medel till forskning och innovation och ett starkt innovationssystem är för utveckling av nya materialkoncept.

Utveckling av nya material tar lång tid och skiljer sig väldigt mycket från utveckling av digitala lösningar, som är enklare att testa och därefter implementera.

–  Utveckling av nya material tar lång tid och skiljer sig väldigt mycket från utveckling av digitala lösningar, som är enklare att testa och därefter implementera. När en ny materialplattform ska tas fram behöver man inte bara testa materialets egenskaper utan också hur det reagerar när man producerar större mängder och hur man ska lösa massproduktion. Där är de mjuka medlen, som ger chans att accelerera deeptech-lösningar, så otroligt viktiga för att i nästa steg kunna få in privata finansiärer, säger Anna Wiberg.