Uutiset

BIOSUOJA-hanke pelastaa ihmishenkiä kehittämällä biopohjaisia palonestopinnoitteita

Tammikuussa 2024 Japan Airlinesin lento 516 törmäsi pelastuslentokoneeseen ja syttyi tuleen Tokion Hanedan lentokentän kiitotiellä. Lentokoneessa oli 379 matkustajaa ja miehistön jäsentä. Turvallisuusprotokollan ansiosta hyvin koulutettu henkilökunta ja lentokoneen paloa hidastavat materiaalit antoivat kaikille mahdollisuuden poistua matkustajakoneesta turvallisesti. Aalto-yliopistossa työelämäprofessori Juha Lipposen (CHEM) johtama lahjakas ryhmä nuoria tutkijoita pyrkii tekemään tällaisista materiaaleista myrkyttömiä – melko yllättäen puusta.
Cone Calorimeter Testing
Maisteriopiskelija Veera Ollikainen mittaa syttymisaikaa ja lämmön vapautumista polttamalla pinnoitettua puuta kartiokalorimetrillä XAMK Mikpoliksen laboratoriossa Mikkelin kampuksella. Kuva: Juha Lipponen

Puu ei ehkä tule ensimmäisenä mieleen, kun etsitään palon leviämistä hidastavaa materiaalia. BIOSUOJA-hankkeessa otettiin kuitenkin haasteeksi puun ja muiden luonnonmateriaalien hyödynnys palosuojauksessa. Maisteriopiskelijat Veera Ollikainen ja Saleh Khan ovat aloittaneet työnsä vasta viimeisen vuoden aikana, mutta heillä on konseptitasoinen pinnoite, joka päihittää nykyiset kaupallisesti saatavilla olevat tuotteet, joita käytetään sisätiloissa, kuten lentokoneissa, toimistoissa ja kouluissa. Postdoc-tutkija Ahsan Uddinin johdolla opiskelijat ovat edistyneet uskomattoman nopeasti kehittäessään puun komponenttien ja sideaineiden yhteistoimintaa palosuojauksessa, sekä prototyyppipinnoitteen laboratoriotestaamisessa. 

"Teknologia perustuu ligniinin ja selluloosan yhdistämiseen biopohjaisten lisäaineiden kanssa, jolloin saavutetaan palonesto- ja paisumisominaisuuksia.  Paisuva palosuoja-aine on yksi tehokkaimmista tavoista suojata materiaaleja tulipaloa vastaan", Khan sanoo. Ollikainen jatkaa: "Paisuminen on mekanismi, jossa palonestoaine turpoaa ja muodostaa huokoisen, eristävän ja tehokkaasti suojaavan hiiltyneen kerroksen, kun se altistuu kuumuudelle. Parhaat ideat syntyvät usein puoliksi sattumalta, niin myös meidän tapauksessamme. Polttaessamme joitakin näytteitä huomasimme, että yksi koostumuksista oli herkästi turpoava, joten päätimme jatkaa sen tutkimista." Tohtori Uddin korostaa myös Ollikaisen ja Khanin työn tieteellistä uutuutta: "Opiskelijoidemme tulosten avulla olemme saaneet selkeämmän käsityksen palonsuojausjärjestelmien raaka-aineiden lämpöstabiilisuusvaatimuksista myös yleisesti. Julkaisemme nämä tulokset varmasti yhdessä tulevissa artikkeleissamme", tohtori Ahsan Uddin jatkaa.   

Sanoin heti tiimilleni, että he pelastivat juuri ihmishenkiä tulevaisuudessa. Mikä voisi olla palkitsevampi tutkimustyön tulos?

Juha Lipponen

Projektia valvova professori Juha Lipponen sanoo, että vaikka tutkimus on vasta alkuvaiheessa, nuoret tutkijat ovat jo valmiita pelastamaan ihmishenkiä tulevaisuudessa. Perinteiset paloa hidastavat pinnoitteet kestivät laboratoriotesteissämme ennen syttymistä keskimäärin 75 sekuntia. Aallon ryhmä huomasi, että heidän parhaat biomateriaalinsa viivyttivät syttymistä useita minuutteja. Teollisuuskumppanit ovat pitäneet alustavia tuloksia hyvin mielenkiintoisina. "Sekunneillakin on merkitystä, kun ihmisiä on evakuoitava palavasta rakennuksesta tai lentokoneesta. Ryhmämme pystyi viivyttämään syttymistä minuuteilla. Sanoin heti tiimilleni, että he pelastivat juuri ihmishenkiä tulevaisuudessa. Mikä voisi olla palkitsevampi tutkimustyön tulos?", Juha Lipponen kertoo innoissaan. 

Myös hankkeen tutkimusyhteistyökumppanin XAMK:n tutkija, tohtori Irina Turku, havaitsi omissa kokeissaan tuloksia, jotka tukevat Aallon ryhmän tuloksia. "Luonto on kehittänyt ainutlaatuisia mekanismeja, joiden avulla puut ja kasvit kestävät erilaisia haastavia olosuhteita, mukaan lukien metsä- ja maastopaloja. Tutkimalla, omaksumalla ja edelleen parantamalla näitä luonnon mekanismeja ja materiaaleja voimme luoda turvallisen ja kestävän ympäristön”, Turku sanoo. 

Biomateriaalien täyttä hyötyä ei aina tunnusteta, vaikka niiden taustalla on miljardeja vuosia kestänyt evoluutioprosessi: "Kun biomateriaaleja tai myrkyttömiä materiaaleja ehdotetaan korvaamaan haitallisempia tai fossiilisia materiaaleja, ihmiset olettavat usein, että turvallisempien materiaalien käyttö edellyttää jonkinlaista kompromissia suorituskyvyn osalta. Testeissämme jotkin biomateriaalit osoittivat kuitenkin huomattavasti parempaa suorituskykyä kuin perinteiset pinnoitteet", professori Lipponen tiivistää tulokset. 

Evakuoinnin helpottamisen lisäksi on kyse myös kaikkien kemikaaleille altistuvien turvallisuudesta. Nykyisin kaupallisesti saatavilla olevissa palonestoaineissa käytetään usein ainesosia, joiden epäillään olevan haitallisia. BIOSUOJA-hanke puolestaan tarjoaa biopohjaista ja turvallista raaka-ainetta palonestopinnoitteisiin. 

BIOSUOJA-hanke toteutetaan yhteistyössä Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulun (XAMK) sekä useiden yritysyhteistyökumppaneiden kanssa (Carbon Reuse Finland Oy, Andritz Oy, Aisti Corporation Oy, European Cellulose Insulation Association, Kumart Oy, Nordic Bioproducts Group Oy, Tikkurila Oyj/PPG Finland Oy, Savonlinnan kaupunki). Euroopan aluekehitysrahaston hanke on Euroopan unionin osarahoittama. 

Euroopan Unionin osarahoittama
Etelä-Savon maakuntaliitto
XAMK
  • Julkaistu:
  • Päivitetty:

Lue lisää uutisia

Image from the conferment ceremony
Yhteistyö, Tutkimus ja taide, Yliopisto Julkaistu:
Shankar Deka on sähkötekniikan ja automaation laitoksen apulaisprofessori.
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Robotiikka tarvitsee turvallisia käyttäytymismalleja

Robotiikka ja autonomiset järjestelmät kehittyvät nopeasti. Algoritmit, jotka kestävät häiriöitä ja epävarmuustekijöitä järjestelmässä ja ympäristössä, ovat kehityksen kannalta kriittisiä.
kuva puhelimesta ihmisen kädessä
Mediatiedotteet Julkaistu:

Kuinka helpottaa tekstin näpyttelyä puhelimella? Tutkijat loivat ensi kertaa ihmisen tekstinsyöttöä simuloivan tekoälymallin

Malli auttaa ymmärtämään, mitkä tekijät sujuvoittavat ja mitkä puolestaan vaikeuttavat puhelimen näpyttelyä erilaisilla käyttäjäryhmillä.
Tundramaisema, jossa maassa yläosastaan avoimia tutkimuskammioita.
Mediatiedotteet Julkaistu:

Tutkimus selvitti ilmastonmuutoksen vaikutusta tundralla: lämpeneminen voi lisätä hiilen vapautumista hälyttävästi

Ilman ja maaperän lämpeneminen sekä maaperän kuivuminen lisäsi hiilen vapautumista tundran ekosysteemistä.