Porös nanocellulosa kan läka sår

En aerogel är ett mycket lätt och poröst men samtidigt stabilt material. Tillverkningen är dock tids- och energikrävande. Forskare vid Kungliga tekniska högskolan, KTH, har nu utvecklat ett nytt sätt att tillverka aerogel som är både grönt och energieffektivt.

För att bygga upp den porösa tredimensionella strukturen används små fibrer av cellulosa, så kallade nanofibriller. Det är i sig inget nytt. Forskare har länge tillverkat aerogeler med hjälp av nanocellulosa. Men i det här fallet blandas fibrillerna med alginat – ett ämne från alger – och partiklar av kalciumkarbonat.

Blandningen stoppas sedan in i en vanlig frys, förklarar Jowan Rostami, forskare inom fiberteknologi vid KTH och huvudförfattare till studien som publicerats i Materials Today.

– Iskristallerna som bildas kommer att skjuta komponenterna mot varandra så det bildas porer.

Aerogelen står emot vatten

Sedan kommer det kluriga. När materialet kommer ut ur frysen tillsätts aceton med en skvätt ättiksyra. Syran löser upp kaciumkarbonaten. Kalciumjonerna binder till alginaten och gör aerogelen våtstabil, det vill säga att den inte reagerar med vatten. Samtidigt bildas koldioxid som bubblar genom strukturen vilket kan hjälpa till att bilda fler porer.

– Dessutom bevarar vi nanocellulosans goda egenskaper och får en fördelaktig ytarea och bra mekaniska egenskaper, säger Jowan Rostami.

Nästa steg är att ge aerogelen nya egenskaper genom att fästa olika ämnen på ytan. Forskarna har använt kristaller i form av så kallade metal-organic frameworks som i sin tur binder till ett protein. I framtiden skulle detta kunna användas för att binda in läkemedel som till exempel kan användas i  förband för sårläkning eller som kan utsöndras i kroppen. Aerogeler i sig kan också användas som superabsorbenter, isoleringsmedel eller för luft- och vattenrening.

– Jag ser egentligen inga gränser för materialet, man kan skräddarsy det efter behov och applikation, säger Jowan Rostami.