Nanoselluloosa sitoo lähes aineen kuin aineen verkkoonsa – tuloksena voi olla ennennäkemättömiä materiaaleja

Teksti:Johanna Nikunen
JULKAISTU: 2020-05-11
PÄIVITETTY: 2023-01-18


Tuore tutkimus osoittaa, että puusta, kasveista ja bakteereista saatava nanoselluloosa voi toimia liimana vahvoissa ja toiminnallisissa nanomateriaaleissa.

Nanoselluloosa on hyvin pieneksi muokattua selluloosaa, jonka raaka-aineena voidaan käyttää esimerkiksi puuta, bakteereja ja maatalousjätettä. Keveänä, vahvana ja myrkyttömänsä materiaalina siitä on povattu muovin haastajaa esimerkiksi lääketieteen ja pakkausteollisuuden sovelluksissa.

Aalto-yliopiston, Katalonian teknillisen yliopiston (Espanja), Brittiläisen Kolumbian yliopiston (Kanada) ja brasilialaisen metsätutkimusyhtiön Embrapa Florestasin tutkijat ovat osoittaneet nanoselluloosan uuden ainutlaatuisen ominaisuuden: kyvyn sitoa lähes mitä tahansa hiukkasia ja synnyttää näin uusia materiaaleja.

”Materiaalien koossapysyvyys on usein riippuvainen siitä, minkä tyyppisiä hiukkasia yhdistetään keskenään. Nanoselluloosan kanssa tätä riippuvuutta ei ole, vaan se toimii kaikkien hiukkasten kanssa”, sanoo tutkijatohtori Bruno Mattos.

Ominaisuuden salaisuus on nanoselluloosafibrillien eli -säikeiden vesiliuoksessa muodostama joustava ja verkkomainen rakenne, joka mukautuu hiukkasten mukaan. Mikrometrin kokoisten hiukkasten kanssa se muodostaa samantyylisen rakenteen kuin paperisuikaleet paperimassatekniikassa. Fibrillit voivat myös yhdistyä kalaverkkomaisiksi rakenteiksi, jotka nappaavat kiinni vielä pienempiä nanopartikkeleita.

Toimii huoneenlämmössä
Koska sitominen onnistuu huoneenlämmössä, se sopii myös monille herkille biologisille ja pinta-aktiivisille hiukkasille, jotka menettäisivät ominaisuutensa korkeissa lämpötiloissa. Syntyvät rakenteet ovat silti jopa kolme kertaa vahvempia kuin ne, joita saadaan sintraamalla eli kuumaa ainetta puristamalla.

“Monilla aineilla on nanomittakaavassa kiehtovia ominaisuuksia ja uusia toiminnallisuuksia, mutta niiden saaminen laboratoriosta suureen maailmaan on ollut vaikeaa. Tämä tutkimus on ensimmäinen askel kohti uudenlaista nanovalmistusta, joka mahdollistaa hiukkasten yhdistämisen suuremmiksi rakenteiksi”, sanoo tutkijatohtori Blaise Tardy.

Tutkijat tekivät ensimmäiset kokeet piidioksidihiukkasilla. Niiden kokoa ja pintaominaisuuksia on helppo muokata, mikä auttoi menetelmän monipuolisuuden varmistamisessa. Sen jälkeen he testasivat nanoselluloosan sitomiskykyä hyvin tuloksin myös muihin hiukkasiin, kuten rautaan ja polystyreenimuoviin.

Professori Orlando Rojasin mukaan nanoselluloosalla voidaan yhdistää myös metallinanopartikkeleita ja erilaisia mikro-organismeja kuten hiivoja. Yhdistettävät hiukkaset voivat olla sekä vettyviä että vettähylkiviä. Näin voidaan luoda aivan uusia materiaaliyhdistelmiä ja niihin erilaisia toimintoja.

”Tämä on tehokas ja moneen tarkoitukseen sopiva menetelmä, joka toimii siltana kolloiditutkimuksen, materiaalikehityksen ja valmistuksen välillä”, Rojas sanoo.

Tutkimus julkaistiin Science Advances -tiedelehdessä.

Linkki tutkimusartikkeliin (sciencemag.org)

Jatka lukemista

Dovelta uudelleentäytettävä deodoranttipakkaus

Dove on julkistanut ensimmäisen uudelleentäytettävän ja -käytettävän deodoranttinsa.
11272_pe_dove_canada2_888904

Arla ryhtyy vastaanottamaan maitoa uusilta maidontuottajilta

Fazerille viime vuosina maitoa Kaakkois-Suomessa ja Uudellamaalla tuottaneet maitotilat siirtyvät tuottamaan maitoa Arlan jalostettavaksi.
arla-uusi

R-kioski korvaa 10 miljoonaa kahvikupin kantta kuitukansilla  

R-kioski siirtyy käyttämään täysin kierrätettäviä, uusiutuvista ja sertifioiduista raaka-aineista valmistettuja muovittomia Huhtamäen kuitukansia noutokahvikuppien kansina.
vastuullinen_kahvi_rkioski_2023-VERKKO

DS Smith lahjoitti Tampereen Ammattikorkeakoululle kertakäyttöisten kahvikuppien keräysastiat

DS Smith on suunnitellut ja valmistanut Tampereen Ammattikorkeakoululle kertakäyttöisten kahvikuppien kierrätysastioita take away-pakkausten kierrätyksen edistämiseksi osana korkeakoulun koordinoimaa RUOKO-hanketta ja osana DS Smithin kestävän kehityksen strategian mukaisia toimia.
Ruoko

Uusimmat uutiset

Aiothan osallistua Packnorth Award 2024 -kilpailuun?

Ilmoituksia Packnews Award -kilpailuun saapuu nyt tiheään tahtiin Packnewsille. Mittelö järjestetään neljättä kertaa, ja tänä vuonna palkintojenjakotilaisuus pidetään Scanpackissa. Luvassa on mielenkiintoisia uutuuksia.
kilpailu

Löysikö Lessebo Paper vuoden kesähitin?

Kysymykseen miltä paperi kuulostaa, on vihdoin saatu vastaus. Lessebo Paper otti rohkean askeleen perinteisen visuaalisen muotoilun ulkopuolelle ja tutki tätä hieman outoa kysymystä. Tuloksena on Lessebo Paper Player -soitin, joka muuntaa paperin elegantin hiljaisuuden kiehtovaksi äänikokemukseksi.
01_Hero_Lessebo-Texture_Close-up-paper-texture-Morocco_Photo-by-Carl-Anderx

Duni lanseeraa LipLidsin älykannen

Duni Group ja ruotsalainen start-up-yritys LipLid ovat solmineet yhteistyösopimuksen, jonka myötä Duni Group lanseeraa LipLidsin kannet take-away-mukeihinsa.
dunix

Ruotsin muovipakkausten keräys on kriisissä, toteaa Svensk Plaståtervinning

Ruotsissa on vakava, kansallinen muovipakkausten keräyskriisi, Svensk Plaståtervinningin (Ruotsin muovikeräyksen) toimitusjohtaja Mattias Philipsson sanoo lehdistötiedotteessa.
Foto: Peter Holgersson AB