Projektet pågick mellan november 2021 och augusti 2022.
RISE har utvecklat smarta polymerer som ändrar deras elektriska ledningsförmåga under mekanisk påfrestning, vilket gör dem potentiellt ”smarta” genom att känna av beröring/tryck eller böjning. Huvudkonceptet i detta projekt var att ersätta petroleumbaserad plast, som används i hushållselektronikhöljen, med ligninkompositer. Detta material förväntades bli konkurrenskraftigt när det gäller materialprestanda tack vare RISE:s metod att använda en mycket liten mängd grafen som ledande element. Detta projekt syftade till att förbättra biobaserad plast inom industrin för konsumentelektronik. På så sätt skulle bioplasten kunna gå från att vara ett ”hållbart alternativ” till att vara ett ”smartare och bättre alternativ”.
Globalt hanteras lignin som ett avfall i en skala på hundratals ton årligen. En liten bråkdel av detta återanvänds i bland annat kemikalier. Lignin Industries (LI) är ett svenskt medelstort företag som producerar ligninkompositer för olika industrier och siktar på att gå in i hemelektroniksektorn. De utgjorde en värdefull partner i projektet eftersom de har ett stort intresse och möjlighet att storskaligt få ut det nya materialet på marknaden.
Industrin för konsumentelektronik går mot hållbara material. Bioplast är ett bra alternativ, men är för närvarande mycket dyrare. Det finns ett behov av att öka marknadsvärdet. Den föreslagna ”smarta” bioplasten, baserad på ligninkompositer, ansågs ha god potential att kunna uppfylla de framtida behoven för elektronikfodral. Om projektet skulle lyckas förväntades marknaden bli stor för Lignin Industries.
Deltagare
RISE och Lignin Industries (LI).
Budget
Projektets budget var 600 000 SEK.
Därför var detta viktigt
Tillverkare av konsumentelektronik har ett stort behov av att ersätta petroleumbaserade polymerer med återvunna eller biobaserade polymerer, främst i komponenthöljen och ytterhöljen för olika enheter. Bioplast är ofta dyrare än petroleumbaserad plast, bland annat på grund av att processerna i tillverkningen av biobaserad plast är relativt nya. Ett sätt att övervinna detta är göra bioplaster bättre än det fossilbaserade alternativet, vilket var fokus i detta projekt.
Förväntade resultat
Projektet förväntades verifiera konduktivitet med ligninbaserade grafenkompositer samt hur dessa klarar påfrestning. Projektet förväntades även verifiera vilka grundläggande egenskaper som krävs för elektronikfodral.
Konkreta resultat
Hypotesen bekräftades. Projektet har visat att ligninkompositen kunde modifieras med reducerad grafenoxid och piezoelektrisk BaTiO3, och kompositen kunde bearbetas med hjälp av extrudrar och formsprutning. Den formgjutna kompositen producerade mätbar elektrisk återkoppling vid tryck.
En mycket laboratorieinriktad demonstrator tillverkades genom formsprutning och testades för ”smarthet”, dvs användbar återkoppling (spänningspulser) vid yttre stimuli (tryck). Projektet presenterades på workshopen som anordnades av BioInnovation den 29 september 2022.
Bildtext: Fig.1. Vänster: Formsprutad smart kompositmaterial. Detta testades för ”smarthet” genom att trycka ner med en spets (60N, 5 s intervall), vilket resulterade i en mätbar spänningspuls vid varje tryck.
Nästa steg
Kunden, Lignin Industries AB, är nöjd med projektresultaten. De är intresserade av att föra detta koncept vidare om potentiella slutanvändare visar intresse. Under projektets gång förändrades dock kundens huvudsakliga affärsområde, och konsumentelektronik är inte deras huvudfokus. Därför har denna inriktning för tillfället lagts åt sidan.