Real time 4D X-ray microtomography Imaging and analysis of water transport mechanisms in sustainable paper straws

Viktiga resultat som projektet gav

Syftet i detta projekt var att undersöka möjligheten att använda tidsupplöst synkrotronavbildning vid TOMCAT, PSI, och ForMAX, MAX IV, för att öka kunskapen om vätskeabsorption i cellulosafibernätverk. Vi studerade olika typer av vätskors påverkan och interaktion med pappersfibernätverk. Utfallet visar att synkrotronljustomografimätningar med hög tidsupplösning är en lämplig teknik för att studera de olika vätsketransportmekanismerna, svällning och porstrukturförändringar i cellulosabaserade material i realtid.

Långsiktiga effekter som förväntas

Mätdata från de tidsupplösta synkrotronljustomografiexperimenten visar hur vätskefronten förflyttar sig i fibermaterialet samt hur dimensionerna för pappersfibernätverket förändras över tiden på grund av vätskeabsorption. Vidare visar mätdatan hur vätskeutbredningen samt transporthastigheten påverkas av vilken typ av vätska som används. Mätresultaten kommer att användas i pågående projekt för utveckling av fysikaliskt baserade materialmodeller för vätsketransport i pappersfibernätverk för att utveckla den framtida fiberbaserade förpackningen.

Upplägg och genomförande

Dynamisk avbildning av vätskeabsorption genomfördes vid TOMCAT (PSI) samt ForMAX (MAX IV). Material från papperssugrör användes vid experimenten, interagerande med olika typ av västkor. Mätningarna på båda synkrotronljusanläggningarna genomfördes av personal från Tetra Pak, Lunds Universitet och RISE tillsammans med strålrörsexperterna Schlepütz (TOMCAT) samt McDonald (ForMAX). Inför mätningarna utvecklades nya provuppställningar för in-situ vätning av provmaterialet. Dataanalys samt utvärdering pågår för att extrahera kvantitativ information från mätningarna.