Uutiset

Biopohjainen puunsuoja päihittää perinteiset synteettiset vaihtoehdot

Myrkyttömästä teollisuuden sivutuotteesta on kehitetty hyvin kulutusta kestävä, auringonvalolta ja tahroilta suojaava puunsuoja.
Ligniinillä käsitelty tuoli
Ligniinillä käsitelty tuoli. Tuolin on suunnitellut Saara Kantele. Kuva: Fotoni Film & Communications

Monet maat pyrkivät nykyisin korvaamaan rakennuksissa betonin puulla täyttääkseen kestävän kehityksen vaatimuksia. Esimerkiksi Ranskassa edellytetään, että kaikki uudet julkiset rakennukset valmistetaan vuodesta 2022 alkaen vähintään 50-prosenttisesti puusta tai muusta ympäristön kannalta kestävästä materiaalista.  

Puuta täytyy suojata auringonvalon ja kosteuden vaikutuksilta, joten puun käytön lisäämiseksi tarvitaan erilaisia pintakäsittelyaineita. Aalto-yliopiston kemian tekniikan tutkijat ovat kehittäneet ligniinistä turvallisen, edullisen ja tehokkaan puunsuojan puurakentamiseen. Ligniini on luonnon polymeeri, jota on runsaasti puussa ja muissa kasveissa. 

”Uusi puunsuoja on todella lupaava aine, koska se säilyttää puun luonnollisen rakenteen ja karheuden. Vettähylkivänä puunsuoja suojaa myös tahroilta ja auringon aiheuttamilta värimuutoksilta. Biopohjainen puunsuoja säilyttää erinomaisesti myös puun hengittävyyden,” kertoo Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulun tohtorikoulutettava Alexander Henn.

Vaikka ligniiniä on saatavilla runsaasti, sitä pidetään usein sellunvalmistuksen ja biojalostusprosessien sivutuotteena. Maailmassa otetaan talteen joka vuosi noin 60–120 miljoonaa tonnia ligniiniä, josta 98 prosenttia poltetaan energiaksi. Ligniinillä on useita hyödyllisiä ominaisuuksia, mutta useimpien ligniinityyppien huono liukoisuus ja ligniinipohjaisten tuotteiden heikommat ominaisuudet ovat toistaiseksi rajoittaneet sen kaupallisia sovelluksia.   

”Ligniini on pinnoitemateriaalina itse asiassa erittäin lupaava, koska sillä on monia etuja verrattuna tällä hetkellä käytössä oleviin synteettisiin ja biopohjaisiin pinnoitteisiin. Sillä on erinomaiset korroosiota ja jäätymistä estävät, antibakteeriset ja UV-säteilyltä suojaavat ominaisuudet. Jatkossa tutkimme muun muassa pinnoitteen joustavuuden kehittämistä”, kertoo Aalto-yliopiston professori Monika Österberg

Tällä hetkellä esimerkiksi puun, betonin, metallien ja komposiittien suojaamiseen yleisesti käytetyt mekaanisesti suojaavat pinnoitteet ovat öljypohjaisia, ja niissä on myös ympäristölle haitallisia aineita. Esimerkiksi männystä, pellavansiemenistä, kookospähkinöistä, soijapavuista ja risiinistä valmistetut kasviöljypinnoitteet voivat olla ympäristön kannalta kestävämpiä vaihtoehtoja, mutta ne eivät usein kestä kulutusta. Jotta nämä kasviöljyt olisivat ominaisuuksiltaan parempia, yhdistetään niitä usein synteettisiin materiaaleihin.  

Vastuullisemmin tuotetut ja myrkyttömät vaihtoehdot voivat auttaa pinnoiteteollisuutta noudattamaan uusia turvallisuusmääräyksiä. Esimerkiksi haihtuvien orgaanisten yhdisteiden määrää on säännelty siksi, että ne vaikuttavat ihmisten terveyden lisäksi myös otsonikerrokseen. Vastaavasti Euroopan unioni on rajoittanut joitakin pinnoiteteollisuudessa käytettäviä kemikaaleja, kuten epoksi- ja polyuretaanipinnoitteissa käytettäviä bisfenoli A:ta ja formaldehydiä ja syöpää aiheuttavaksi aineeksi luokiteltua titaanidioksidia, joka on yksi maaleissa yleisimmin käytetyistä pigmenteistä.  

Tutkimusartikkeli julkaistiin ACS Applied Materials & Interfaces -lehdessä 15.7.2021.

Ligniinillä käsitelty puu
Vettähylkivä puunsuoja suojaa tahroilta ja auringon aiheuttamilta värimuutoksilta säilyttäen samalla puun hengittävyyden ja luonnollisen karheuden.

Lisätietoja: 

Artikkeli: Colloidal Lignin Particles and Epoxies for Bio-Based, Durable, and Multiresistant Nanostructured Coatings

Alexander Henn
Tohtorikoulutettava
Biotuotteiden ja biotekniikan laitos, Kemian tekniikan korkeakoulu, Aalto-yliopisto
[email protected]
puh: 050 309 1259 

Monika Österberg
Professori ja laitosjohtaja
Biotuotteiden ja biotekniikan laitos, Kemian tekniikan korkeakoulu, Aalto-yliopisto
[email protected]

  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu

Lue lisää uutisia

Henkilö seisoo kädet puuskassa seinän edessä, jolle on heijastettu virtapiirejä esittävä kuva ja katselee tyynen näköisenä poispäin kamerasta.
Mediatiedotteet, Opinnot Julkaistu:

Verkostoyliopisto FITech sai lisäaikaa maksuttomille ICT-kursseille

Tietotekniikan alan kaikille avoimia kursseja jatketaan opetus- ja kulttuuriministeriön päätöksellä vuoden 2023 loppuun.
Tilannekuvia siitä, miten hiukkaset muuttavat muotoaan prosessin eri vaiheissa niitten alkuperäisestä jakautumisesta lopputulokseen. Kuva: Aalto-yliopisto
Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Tutkijat keksivät, miten jäljitellä veden ja tuulen tapaa siirtää materiaaleja

Hiukkaset siirtyvät tärinälevyllä haluttuun muotoon energiakentän ja älykkään algoritmin avulla. Tulevaisuudessa menetelmää voisi hyödyntää esimerkiksi solujen lajittelussa sekä uusissa valmistusteknologioissa.
Kuva Mekong-joelta
Mediatiedotteet Julkaistu:

Ilmastonmuutoksen vaikutukset lisäävät vesidiplomatian tarvetta

Vesikysymykset ovat yhä enemmän myös politiikkaa. Siksi niitä setviessä ei voi loputtomiin väistellä jännitteitä, sanoo tutkija.
Physicists make square droplets and liquid lattices. Picture: Active Matter research group led by Prof. Timonen, Aalto University
Mediatiedotteet Julkaistu:

Fyysikot taivuttivat nesteet neliön, ristikon ja donitsin muotoon

Tutkijat ohjasivat nesteitä sähkökentällä muotoihin, joista monet olisivat luonnossa mahdottomia.