Protein nanofibrils (PNFs) prepared from whey protein isolate (WPI) at low pH and elevated temperature were processed into materials, i.e. hydrogels, films, foams, and fibres, for different applications where they could potentially be sustainable alternatives to petroleum-based polymers. WPI was chosen as the starting material due to the high accessibility of whey as an industrial side-stream product from cheese manufacturing, and its ability to easily grow PNFs.

PNFs grown in the presence of different metal ions were generally curved and short, and they formed hydrogels, in contrast to the straight ones fibrillated without metal ions. The effect of metal ions with different acidity was systematically studied with respect to fibrillation kinetics and gelation behaviour. The protein fibrillation was accelerated by the addition of metal ions. The strength of the hydrogel increased with increasing acidity of the metal ion at the same ion concentration, as long as the ion did not precipitate as hydroxide/oxide. 

Protein nanocomposite films were prepared by adding separately grown PNFs into a non-fibrillar protein matrix from the same WPI starting material. The glycerol-plasticized composite films obtained an increased elastic modulus and decreased strain at break with increasing content of PNFs. 

The produced PNF foams showed high-temperature resistance during aging at 150 °C for as long as one month (maximum testing time), far exceeding the properties of many petroleum-based thermoplastics. The aged foams were also able to retain their properties in different solutions that normally degrade/dissolve protein materials.

PNFs were also organized into microfibres using a flow-focusing method. Genipin was added as a natural crosslinker to improve the mechanical properties of the obtained fibre. The crosslinked fibre (using only 2% genipin) obtained a significantly higher stiffness and strength at break as compared to the fibre assembled without genipin. 

Protein-nanofibriller (PNF) framställda av vassleproteinisolat (WPI) vid lågt pH och förhöjd temperatur användes här för att göra material, dvs. hydrogeler, filmer, skum och fibrer, för olika applikationer som möjliga hållbara alternativ till petroleumbaserade polymerer. WPI valdes som utgångsmaterial på grund av vasslets stora tillgänglighet då det erhålles som sidoström vid osttillverkning, och dessutom dess förmåga att lätt bilda PNF.

PNF som framställts i närvaro av olika metalljoner var i allmänhet krökta och bildade hydrogeler, i motsats till de raka, som framställs utan metalljoner. Effekten av metalljoner med olika surhetsgrad studerades systematiskt vad gäller fibrilleringskinetik och gelningsbeteende. Hydrogelens styrka ökade med ökande surhetsgrad hos metalljonen vid samma jonkoncentration, så länge jonen inte fälldes ut som hydroxid/oxid. 

Protein-nanokompositfilmer framställdes genom tillsats av separat framställda PNF i en icke-fibrillär proteinmatris från samma utgångsmaterial (WPI). De glycerol-mjukgjorda kompositfilmerna erhöll en ökad elastisitetsmodul och minskad brott-töjningen med ökande innehåll av PNF. 

De tillverkade PNF-skummen visade sig klara tuffa miljöer, det vill säga en temperatur på 150 °C i luft så länge som en månad (maximal testtid), vilket var betydligt bättre än för många klassiska petroleumbaserade termoplaster. De åldrade skummen behöll dessutom sina egenskaper i olika vätskor som normalt bryter ned/löser upp proteinmaterial. 

Med hjälp av en flödesfokuseringsmetod tillverkades här också PNF mikrofibrer. Genipin, en naturligt förekommande tvärbindare, tillsattes till för att förbättra de mekaniska egenskaperna hos den erhållna fibern. Den tvärbundna fibern (med endast 2% genipin) erhöll en signifikant högre styvhet och brottstyrka jämfört med fibern utan genipin.