Coatinger – eller beskyttende overflater – brukes overalt rundt oss. Skip må beskyttes mot alger, biler mot riper og vær, og i visse typer fiberbasert emballasje er man helt avhengig av å påføre en coating som gir barriere mot vann, fett og gasser for at den skal kunne benyttes som emballasje til mat. Felles for alle coatinger er at de danner en tynn forseglet film som beskytter det underliggende materialet.
I dag lages mange slike beskyttelseslag av fossile eller syntetiske stoffer. Men med økende fokus på miljø og bærekraft, vokser behovet for naturlige alternativer. I naturen finnes det nemlig mange stoffer som kan gjøre samme jobb – og kanskje enda bedre. Et godt eksempel er cellulose, som finnes i plantefiber. Cellulose kan danne sterke strukturer og brytes lett ned i naturen. Det finnes også mange andre naturlige polymerer med egenskaper som gjør de egnet for bruk i coatinger, for eksempel det å være antibakteriell.
I forskningsprosjektet BlockLayers skal vi utnytte de spesielle egenskapene til cellulose. Vi skal sette sammen cellulose med andre biopolymerer på en ny måte for å oppnå attraktive egenskaper som kan utnyttes i coatinger.
Forskningsarbeidet har så langt omfattet fremstilling av celluloseblokker med kontrollert kjedelengdefordeling (DP) som har blitt koblet sammen ende-til-ende med andre andre biopolymerer i såkalte blokk-kopolymerer (BCP). De nye blokkpolymerene undersøkes for hvordan de oppfører seg i løsning og hvordan de kan danne tette, lagvise strukturer. Celluloseblokken vil være ansvarlig for å oppnå en tett film, mens den andre blokken, med sine unike egenskaper, vil gi funksjoner som fleksibilitet, hydrofobisitet, antimikrobielle egenskaper og vedheft.
BlockLayers-konseptet er ambisiøst: Vi ønsker å erstatte syntetiske coatinger med naturlige alternativer som gir like god – eller bedre – beskyttelse. Prosjektet samler forskere fra Norge, Frankrike og Østerrike, og sammen utforsker vi hvordan naturens egne byggesteiner kan bli fremtidens bærekraftige løsninger.
In the industrial coating sector, there is an increasing demand for environmentally friendly and durable coatings with high performance for end-use segments such as automotive, protective, wood, marine and packaging. In these coatings, synthetic block copolymers are often the main component responsible for creating the sealed layer on the surface in need of protection. Natural polymers having inherent chain properties such as biodegradability and a plethora of stimuli-responsive self-assembly modes, as well as additional functionalities such as being softening, antibacterial and/or antifouling, is an unexplored yet high potential development possibility in coating applications. The BlockLayers project will develop engineered cellulose-based block polymers that can self-assemble into layered (lamella) structures offering a new and innovative approach of forming the sealed layer of coatings and films. The cellulose block will here be main responsible for achieving the ordered structure, while a second block with its unique properties will guide assembly into lamellae structures and add functions such as flexibility, hydrophobicity, antimicrobial and adhesion without affecting the sealed layer. The project is ambitious and include major developments in regards of the preparation of cellulose-based block copolymers and the ability to direct self-assembly into lamellae structures. An interdisciplinary and international team of both young and experienced researchers with complementary knowledge and competences is put together, well set to take on the challenging tasks of the project, taking the concept of block copolymers fully based on natural polymers beyond state of the art and on long-term contributing to more sustainable coatings.
