Alle gode ting er tre

Vi sitter på det, sover på det, bor i det og klatrer i det. Treet omgir oss på alle kanter, men det er mye vi fortsatt ikke vet om en av naturens mest allsidige skapninger.

– Det er bare 20 år siden vi i det hele tatt begynte å forstå hva nanocellulose var, sier Gary Chinga Carrasco, Tekna-medlem og seniorforsker i Biopolymerer og Biokompositter ved RISE PFI (Trondheim).

Gary Chinga Carrasco, Tekna-medlem og forsker på biomedisinske applikasjoner.

Han forsker på biomedisinske applikasjoner, og er blant annet med i en forskningsgruppe som utvikler en litt uvanlig sårsalve.

– Når nanocellulosen utvinnes fra treet, har den en gelaktig konsistens. Denne gelen består for det meste av vann, i tillegg til nanofibriller, sier forskeren og forteller at denne kombinasjonen av vann og nanofibriller er svært gunstig for sårhelingen.

– De antibakterielle egenskapene i nanocellulosen vil rett og slett flyte bedre i såret, forklarer Chinga Carrasco.

– Hvis du river i et papir, så kan du se fibrene på hver side. Dette er trefibre som igjen består av milliarder av nanofibriller, sier Chinga Carrasco

– Kan dekke en tennisbane

For å forstå hvordan dette fungerer, må vi se litt nærmere på nanocellulosen som treets aller minste element.

Nanocellulose er veldig tynne nanofibriller laget av cellulose. Hver av nanofibrillene har en lengde på ca. 1 mikrometer og en bredde på mindre enn 20 nanometer, og består av en bunt med cellulosemolekyler.

– Hvis du river i et papir, så kan du se fibrene på hver side. Dette er trefibre som igjen består av milliarder av nanofibriller, sier Chinga Carrasco og forteller at selv om nanocellulose er lite, så har det et enormt overflateareal.

Ett gram cellulose nanofibriller vil kunne dekke en hel tennisbane!

– Ett gram cellulose nanofibriller vil kunne dekke en hel tennisbane! Dette er fordi nanofibrillene er så tynne, sier han og legger til at det er derfor stoffet er så nyttig.

– Man kan rett og slett utvinne mye av det, sier Chinga Carrasco.

Fra mikro til makro

Nanocellulosen har altså en imponerende rekkevidde, selv om den består av de minste strukturelementene i treet. Selve treverket i sin helhet har også den egenskapen – i hvert fall hvis den behandles av en bygningsingeniør med peiling. For selv om treet er lett, bevegelig og brennbart, er det også et av naturens beste og mest miljøvennlige byggematerialer.

– Tre er veldig sterkt. Dessuten spiser det CO2 når det gror. Hvis vi bare hogger ned og brenner trærne våre, vil karbonet slippe ut i atmosfæren igjen og vi rykker tilbake til start, sier Tekna-medlem Rune Abrahamsen.

– Tre er veldig sterkt. Dessuten spiser det CO2 når det gror. Hvis vi bare hogger ned og brenner trærne våre, vil karbonet slippe ut i atmosfæren igjen og vi rykker tilbake til start, sier Tekna-medlem Rune Abrahamsen. Han er bygningsingeniør og administrerende direktør i Moelv Limtre.

Abrahamsen står bak utformingen av verdens høyeste trebygg, Mjøstårnet, på oppdrag for eiendomsutvikler Arthur Buchardt. Det 84,5 meter lange tårnet stod klart i 2019 og består av 18 etasjer fordelt på hotell, leiligheter, kontorer, restaurant og et svømmeanlegg.

– I Mjøstårnet er det 4000 kubikkmeter trekonstruksjoner. Det tilsvarer ca. 20 000 trær ute i skogen, sier Abrahamsen og understreker at et tre bruker lang tid på å vokse.

Abrahamsen foran verdens høyeste trebygg, Mjøstårnet

– Et norsk grantre vokser i 70-80 år før det kan brukes til noe vettugt. Når dette treet brukes i et bygg eller en bro, så er karbonet spart. Og jo mer karbon vi greier å redusere i atmosfæren, desto mer reduserer vi oppvarmingen av planeten vår. Dette er bakgrunnen for at vi forsøker å bygge mer i tre, sier han.

Planlegges på millimeteren

Når man bygger så høyt med tre, er det flere ting å tenke på. For det første må man vurdere brannfaren, og sikre at treet er tykt nok til at det ikke brennes helt opp hvis uhellet er ute.

– Vi bygger i limtre, som består av planker som er skåret på et sagbruk og limt sammen til bjelker. Da får du en komponent som er enda sterkere enn det opprinnelige treet, sier Abrahamsen.

Videre er det viktig å kalkulere svingningene og ta hensyn til vokseretningen i treverket. Dette gjøres ved å modellere konstruksjonen og gjøre en dynamisk analyse med bruk av spesiell software. På den måten kan man beregne hvilken akselerasjon beboerne utsettes for på ulike nivåer oppover i bygget.

Hvis du bor høyt oppe og føler du er på danskebåten, blir det ubeboelig. Derfor må bygget planlegges nøye og settes sammen på millimeteren.

– Et trebygg er veldig mye lettere enn et betongbygg eller et stålbygg. Det betyr at når det blåser på bygget, så kan det oppstå bevegelser som oppleves ubehagelige. Hvis du bor høyt oppe og føler du er på danskebåten, blir det ubeboelig. Derfor må bygget planlegges nøye og settes sammen på millimeteren, sier Abrahamsen.

Fra plast til nanocellulose

Nede på nanonivå igjen, har treets nanocellulose flere funksjoner. I tillegg til å kunne hele sår, ser det ut til at nanocellulosen kan gjøres om til miljøvennlig materiale for å erstatte plast.

– Nanocellulosen er overraskende fast, med tanke på hvor mye vann den inneholder. Du kan ha den i en flaske, snurre den opp ned og likevel så står den der. Nanocellulose kan også være transparent, noe som gjør det teoretisk mulig å utvikle en ny form for plast, sier Chinga Carrasco.

Nanocellulose kan også være transparent, noe som gjør det teoretisk mulig å utvikle en ny form for plast, sier Chinga Carrasco.

Likevel er det flere skjær i sjøen i dette arbeidet. Flere forskningsmiljøer har forsøkt å utvikle nanocellulose-basert materiale for å erstatte plast, men ifølge Chinga Carrasco er det fortsatt et stykke igjen til mål.

– Problemet er at alt vannet i nanocellulosen må fjernes for at det skal bli noe ut av det. Dessuten er tørket nanocellulose sprøtt og ikke elastisk som plast. Vi jobber med å finne en måte å gjøre den mykere og mer medgjørlig på, sier Chinga Carrasco.

Tre i bevegelse

Uansett hva vi mennesker finner på å gjøre med treet, vil det alltid leve et liv for seg selv. Til og med det nøye konstruerte Mjøstårnet gir lyd fra seg en gang i blant.

– I og med at treet er levende, så vil det trekke til seg vann. Når dette tørker, vil man gjerne høre et skikkelig smell. Det er heldigvis ikke farlig, men det er klart det skremte folk i begynnelsen når bygget stod klart, humrer Abrahamsen.

Han er stolt over at Norge står i bresjen for å bygge i høyden med tre.

– Vi har fått besøk av representanter fra byer med mange mennesker, som Singapore, Toronto, Chicago og Tokyo. De ser at de må bygge i høyden for å få plass til alle som vil bo der. Ved å bygge i tre, kan man redusere belastningen på miljøet, sier Abrahamsen.

Vekker følelser

Rune Abrahamsen tror også at treet vekker følelsene og sansene våre.

– Folk liker å omgis med naturlige materialer. Treet kan tas på, det er ikke kaldt og det puster. Det gir en helt annen følelse enn å være i et stålbygg, sier han.

Gary Chinga Carrasco er overbevist om at treet får en enda viktigere betydning i fremtiden.

– Det er mange måter å bruke treets nanocellulose på, og vi har bare sett starten. Her i Norge er det veldig fokus på dette for tiden, både når det gjelder biomedisinske applikasjoner, miljø og andre felter. Det blir spennende å se fortsettelsen, sier Chinga Carrasco.