Den inneboende mikro och (nano)ultrastrukturen i fibercellväggen bestämmer slutligen fiberegenskaperna, och följaktligen dess möjliga industriella användningsområden. På nanostrukturnivån har vedfibercellväggen en mycket komplex arkitektur, med både en primär och en sekundär cellvägg där de huvudsakliga (cellulosa, hemicellulosa, lignin) och underordnade (pektiner och proteiner) komponenterna är heterogent sprida och integrerade och skapar en komplex och unik biopolymerstruktur. Den verkliga mikro- och ultrastrukturen hos sekundärväggen är för närvarande okänd trots intensiva studier över årens lopp, där största delen av ansträngningen har riktats mot primärväggen. Strukturen i sekundärväggen hos fibern är ett centralt intresseområde för flera forskargrupper i världen, eftersom fibrer och speciellt dess byggstenar utvärderas och modifieras för tillämpningar i biokompositer och andra specialiserade skräddarsydda komponenter.
I det FORMAS sponsrade "FuncFiber Centre of Excellence" (www.funcfiber.se) (2006-2011) inriktar vi oss på att tillämpa den nuvarande bäst tillgängliga tekniken för att studera morfologiska och kemiska ultrastrukturella aspekter av vedfibern under dess tillväxt hos en välkarakteriserad, vild och genetiskt modifierad, poppel klon (Populus tremula L x tremuloides Michx). Dragvedsfiber från poppel (dvs reaktionsveden) är ett gynnsamt material att studera då dessa fiber innehåller både ett lager med alla "primära" vedkomponenter (cellulosa, hemicellulosa och lignin) och lager som består nästan uteslutande av kristallin cellulosa (s.k. g-lager). Initiala försök är fokuserade på mikro/ultrastrukturella skeenden under formationen av cellulosan i g-lagret, och dess morfologiska struktur jämförts med omkringliggande cellager. Preliminära studier tyder på att g-lagret kan ha mikrofibriller organiserade i en högre ordning (genom större cellulosa aggregat) och kan därför ha en annorlunda formationsmekanism. Förståelse av g-lagerarkitektur och skeenden under cellulosa depositionen kan bidra med viktiga detaljer om grundläggande organisationen av sekundärväggen.
Forskningsarbetet involverar ett flertal mikroskopitekniker inklusive konventionell (t.ex. ljus, transmission (TEM) och svepelektron (SEM) mikroskopi) och mera avancerade mikroskopitekniker (t.ex. cryo-SEM/TEM, 3D tomatografi) för att studera "cellväggsformationen" hos poppel, speciellt g-lager syntesen. Ett flertal "immunoprofileringstekniker" (t.ex. användningen av specifika antikroppar eller "kolhydratbindande" moduler (CBM)) används för att lokalisera och visualisera den rumsliga fördelningen och depositionsplatser av cellväggskomponenter/molekyler, vilket möjliggör en kemisk karakterisering av fibrer som har formats in-vivo. Med hjälp av 3D TEM-tomografi är det vidare spekulerat att den tredimensionella in-situ ultratstrukturella organisationen och interaktionenera mellan cellulosa, hemicellulosa och lignin i fiberväggens lager skall kunna dechiffreras.
Kontaktperson: Geoffrey Daniel