Description: Die europäische Forstindustrie sucht aktiv nach Produktkonzepten, um das Potenzial von erneuerbaren Ressourcen aufzuwerten und neue Märkte im Bereich der Forstindustrie zu erschließen. Darüber hinaus haben auch andere Branchen, im Besonderen die Verpackungsindustrie, ein Interesse an nachhaltigen, biologisch abbaubaren Produkten, die Alternativen zu handelsüblichen Materialien darstellen. Der Umweltaspekt spielt auch im Verpackungsbereich eine immer größere Rolle. Das Biopolymer Hemicellulose ist ein leicht verfügbarer Rohstoff, der aber bisher keine starke kommerzielle Nutzung gefunden hat. Tunable Films will hier einen Beitrag leisten, das wertvolle Rohmaterial Hemicellulose einer überzeugenden Nutzung zuzuführen.
Das Ziel des Projekts 'Tunable Films' besteht darin, die inhärenten Eigenschaften von ausgewählten Pflanzenzellwandbestandteilen, im Besonderen von Hemicellulosen, zu nutzen, um intelligente und auf individuelle Zwecke abgestimmte Filmmaterialien zu entwickeln. Die im Rahmen des Projekts untersuchten chemischen Modifikationen haben dazu geführt, dass die behandelten Hemicellulosen unterschiedliche Eigenschaften in Bezug auf ihre Interaktion mit Wasser, aber auch auf ihre Eigenschaften als Emulgatoren aufweisen, die vom Grad der chemischen Modifikation abhängen. Somit können die gewünschten Eigenschaften kontrolliert eingebracht und gesteuert werden.
An dem Projekt waren namhafte Institutionen aus Finnland (VTT Technical Research Centre of Finland und Aalto University, Department of Forest Products Technology), Österreich (BOKU Universität für Bodenkultur, Institut für Chemie, Chemie nachwachsender Rohstoffe) und Schweden (KTH, Abteilung für Faser- und Polymertechnologie) beteiligt. Die finnischen Partner wurden von der Finnischen Akademie finanziert, während BMLFUW und VINNOVA die österreichischen und schwedischen Partnern hauptsächlich finanziert haben. Nationale und internationale Industriepartner und Organisationen waren CH-Polymers Oy, Picosun Oy, HeiQ, PulPaper Machinery Dick Carrick AB, EcoPlus, Metsä Fibre Oy, und Berndorf Band.
Im Rahmen des Projekts wurde ein neu entwickeltes Verfahren zur Untersuchung der Submikron-Struktur von Filmen aus Cellulose-Nanofibrillen (CNF) angewandt. Es wurde gezeigt, dass eine gleichmäßige chemische Zusammensetzung innerhalb der Filmmatrix positive Auswirkungen auf die physikalischen Eigenschaften der gebildeten Filme hat und somit Phänomene erklärt werden konnten, die zu Unterschieden in Barriere- und Festigkeitseigenschaften führen (VTT, Espoo, Finnland, BOKU, Wien, Österreich). (Text gekürzt)
Types:
SupportProgram
Origins:
/Bund/UBA/UFORDAT
Tags:
Lignin
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Rohmaterial
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Werkstoff
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Finnland
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Schweden
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Wien
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Naturpolymer
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Zellulose
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Chemierohstoff
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Emulgierung
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Polymer
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Umweltauswirkung
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Verpackungsindustrie
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Forstindustrie
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Österreich
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Biologische Abbaubarkeit
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Chemie
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Nachwachsender Rohstoff
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Marktentwicklung
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Rohstoff
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Technik
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Erneuerbare Ressource
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Wirtschaftsentwicklung
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Nachhaltige Entwicklung
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Europa
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Internationale Zusammenarbeit
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Chemische Zusammensetzung
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Nicht erneuerbare Ressource
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Umweltverträglichkeit
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Faser
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Wirtschaftliche Aspekte
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Maschine
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Forschungseinrichtung
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Neuartige Materialien
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Forstwirtschaft
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Chemische Reaktion
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PFEIL15: Naturnahe, nachhaltige Waldwirtschaft
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Hochschule
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Werkstoffkunde
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License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Organisations
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Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft Österreich (Geldgeber*in)
-
Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
-
Universität für Bodenkultur BOKU Wien, Department für Chemie (DCH), Abteilung für Chemie nachwachsender Rohstoffe (Chemie NAWARO) (Betreiber*in)
Time ranges:
2014-12-01 - 2016-10-31
Alternatives
-
Language: Englisch/English
Title: ERA-NET Wood Wisdom: Tunable lignocellulose-based responsive films (Tunable Films)
Description: The objective of the VTT-coordinated EU-financed Wood Wisdom-net project 'Tunable lignocellulose-based responsive films -Tunable films' was to demonstrate the potential of nanocellulosic and hemicellulose films in relevant packaging solutions and also go beyond the state-of-the-art by exploring the possibilities for completely new materials emerging from the lignocellulosic feedstock. These solutions include novel functional materials such as humidity sensors and smart and bioactive films. The ultimate goal is to construct smart and intelligent packaging solutions, where high oxygen and moisture barrier properties and excellent mechanical performance are combined with antimicrobial feature.
The project ran between February 2014 and May 2016 and the partners involved are well-known research institutions from Finland (VTT Technical Research Centre of Finland and Aalto University, Department of Forest Products Technology), Austria (BOKU University of Natural Resources and Life Sciences, Department of Chemistry, Chemistry of renewable resources) and Sweden Department of Fiber and Polymer Technology). The Finnish partners were financed by the Finnish Academy while BMLFUW and VINNOVA financed the Austrian and Swedish partners, respectively. National and international industrial partners and organizations were CH-Polymers Oy, Picosun Oy, HeiQ, PulPaper Machinery Dick Carrick AB, EcoPlus, Metsä Fibre Oy, and Berndorf Band.
The project resulted in several scientific highlights. One is a newly developed method, applied for the study of the submicron structure of cellulose nanofibril (CNF) films containing other carbohydrate-based components. It was demonstrated that a uniform chemical composition within the film matrix has positive impact on physical features of the formed films and therefore phenomena behind differences in barrier and strength properties were explained. The method uses PeakForce quantitative nanomechanical mapping (QNM) that is an Atomic Force Microscope (AFM) mode. (VTT/BOKU cooperation)
Another highlight is the detailed investigation of two dimensional assembly of cellulose-based materials and their response to various external stimuli. Ultrathin films of nanocellulosic materials were constructed on inorganic solid substrates and their response towards humidity were examined using quartz crystal microbalance with dissipation monitoring and environmental ellipsometric porosimetry. These fundamental findings on water/vapour sensitivity ultimately facilitate the exploitation of wood-based materials as water/vapour barriers and sensor elements. The results were included in the doctoral dissertation of Elina Niinivaara. (Aalto/VTT cooperation) (abridged text)
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