Naturinspirerad design

Det fina är att naturen ofta löser sina utmaningar med vattenbaserad kemi, låga temperaturer, smarta strukturer och minimal resursanvändning. Det är samma riktning som många verksamheter vill åt när de ska fasa ut farliga ämnen, minska klimatpåverkan och samtidigt behålla prestanda.  

Nedan listas 4 inspirerande exempel från AskNature, en databas för att fråga naturen hur den löser problem. 

1) Keratin som förebild för säkrare beläggningar 

Många ytbehandlingar bygger i dag på lösningsmedel, VOC och petrokemiska byggstenar – ibland med inslag av mikroplast. Samtidigt skapar naturen skyddande, slitstarka ytor hela tiden, helt utan dessa komponenter. 

Ett tydligt exempel är keratin, proteinet som finns i hår, fjädrar och horn. Dess avancerade mikrostruktur har inspirerat utvecklingen av högpresterande beläggningar och vidhäftning baserade på växtbaserad, grön kemi – utan lösningsmedel. 

Genom att använda byggstenar som mycel, lignin och ris, och genom att efterlikna keratinets struktur och bindningsprinciper, har utvecklare kunnat ta fram alternativ som ändå levererar på funktion. Här ersätts kemikalieintensiva lösningar med smart materialdesign. 

2) Klistrigt med snigelslem: Kirurgiskt lim för våta miljöer 

Att få material att fästa i våta och rörliga miljöer är en stor teknisk utmaning. Blod, slem och ständig rörelse gör att traditionella lim ofta kommer till korta. Men naturen har haft miljontals år på sig att lösa just det här problemet. 

Sniglar kan producera ett slem som är både segt och elastiskt – och som dessutom fäster effektivt på våta ytor. Denna kombination har inspirerat utvecklingen av kirurgiska lim som är mycket starkare än föregående alternativ.  
 

3) Lotus-effekten: vattenavvisning för cellulosa – utan farlig beläggning 

Vattenavvisande egenskaper i papper, textilier och andra cellulosabaserade material är ett effektivt sätt att förlänga produkters livslängd. Samtidigt är det tekniskt utmanande att göra cellulosa både vatten- och fettavvisande – något som historiskt ofta har lösts med PFAS eller silikoner.  

Lotusbladet visar att det finns ett alternativ. Bladets yta är superhydrofob tack vare en kombination av mikro- och nanostruktur samt ett tunt, vaxartat skikt av långkedjiga fettsyror. Den texturerade ytan minskar kontaktytan mellan vätskan och bladet, vilket gör att vatten rullar av i stället för att fästa. Det vaxiga skiktet förstärker effekten. 

Genom att efterlikna lotusbladets designprinciper kan cellulosabaserade material göras högpresterande utan PFAS eller silikoner. Resultatet blir vattenavvisande funktion genom struktur och ytarkitektur – samtidigt som materialens återvinningsbarhet kan bevaras och koldioxid sparas.  

4) Tångmode från havet 

Textilier behöver tåla mycket: solens UV-strålar, fukt, mekaniskt slitage och i vissa fall även brand. I dag uppnås dessa egenskaper ofta med specialkemikalier baserade på olja – lösningar som är resurskrävande och som kan medföra oönskade miljö- och hälsoeffekter. 

Tång erbjuder ett intressant alternativ. Den är en förnybar källa till cellulosa och skiljer sig från landbaserade råvaror genom att den saknar lignin. Det innebär att cellulosan kan utvinnas utan lika stora mängder starka kemikalier, vilket gör processen mer skonsam. 

Utöver själva fibern kan tångavfall användas för att ta fram specialkemiska additiv och ytbehandlingar. Dessa kan ge textilier och läder förbättrad färgupptagning (till exempel av färgämnen och tanniner), ökad mekanisk styrka, bättre fukttransport och till och med flamskydd. 

Substitutionscentrum har inte gjort någon egen bedömning av kemikalierna eller materialen i exemplen ovan. De ska ses som inspirationsexempel som visar hur man kan tänka kring funktion, materialval och design vid substitution.