Oulun yliopiston Kestävän kemian tutkimusyksikössä on kehitetty uusi synteettinen biopolymeeri, jonka tutkijat ovat nimenneet lyhenteellä PEBF. Polymeeriä voidaan valmistaa biomassapohjaisista raaka-aineista siten, että materiaalin sisältämä hiili on kokonaisuudessaan biomassaperäistä.
Muovia on nykyisin joka puolella ja siitä on tulossa (ja on jo tullut) varsinainen kiusaus. Sääli vain, että samalla se on erittäin hyvä ja käyttökelpoinen materiaali.
Tosin muoveja on monenlaisia, ja etenkin uudenlaiset biomuovit ovat erittäin kiinnostavia, koska ne tehdään ei-fossiilisesta biomassasta. Sen ansiosta niiden raaka-aine on peräisin uusiutuvista lähteistä ja se maatuu verrattain nopeasti.
Sitä ei siis päädy vuosituhansiksi ekosysteemiin, kuten perinteinen muovi.
Uuden oululaisen muovilaadun monomeeri valmistetaan käyttäen apuna Pd-katalysoitua suorakytkentämenetelmää, jonka avulla saadaan valmistettua ns. bisfuraanirakenne.
Tutkijat vertasivat uuden synteettisen biomuovin ominaisuuksia pakkausmateriaaleista tuttuun PET-muoviin. Uuden PEBF-muovin havaittiin pitkälti muistuttavan sekä mekaanisilta että termisiltä ominaisuuksiltaan PET-muovia.
PET, eli polyetyleenitereftalaatti on eritoten pakkausteollisuudessa käytetty muovi, mutta esimerkiksi fleece-kankaat kudotaan PET-kuiduista. Sitä voidaankin tehdä muun muassa kierrätetystä virvoitusjuomapullojätteestä – tai tulevaisuudessa kenties PEBF-muovista.
Itse asiassa syitä PET:in korvaamiseksi PEBF:llä on ekologisuuden lisäksi muitenkin : uuden muovin barriääri- eli läpäisyn esto-ominaisuudet osoittautuivat huomattavasti PET:iä paremmiksi. Esimerkiksi happikaasua ja vesihöyryä kulkeutui kaksinkertainen määrä PET-muovista valmistetun kalvon läpi verrattuna uudesta PEBF-muovista valmistettuun kalvoon.
Lisäksi tutkijat havaitsivat, että polymeerirakenteen sisältämä bisfuraanirakenne estää tehokkaasti UV-säteilyn kulkeutumisen materiaalista valmistetun kalvon läpi.
PET-muoviin on näet lisättävä erillisiä UV-suoja-aineita, jos materiaalista halutaan valmistaa UV-suodattava filmi.
Tutkijat arvioivatkin, että ensi vaiheessa uudelle synteettiselle biomuoville voi löytyä käyttökohteita korkean teknologian sovelluksissa, joissa tarvitaan kehittyneitä materiaalin suojaominaisuuksia.
Tutkimustulokset julkaistiin Macromolecules-lehden artikkelissa UV-Blocking Synthetic Biopolymer from Biomass-Based Bifuran Diester and Ethylene Glycol.
*
Juttu perustuu Oulun yliopiston tiedotteeseen.
Tällä viikolla @suoranalabrasta lähtee metsään – ainakin aiheellisesti, sillä twiittaaja Tuula Jykse (@TJyske) on puumassasta lisarvoa tiristävän InnoTrea-hankkeen vastuututkijana.
Tuula Jyske toimii erikoistutkijana ja tiimiesimiehenä Luonnonvarakeskuksessa.
Hänen pääasiallinen työnsä pyörii tällä haavaa Suomen Akatemian rahoittamassa kärkihankkeessa "Puubiomassan arvoyhdisteet uusiksi tuotteiksi: innovatiiviset menetelmät yhdisteiden käyttöominaisuuksien parantamiseksi".
"Hankkeen nimi on InnoTrea ja sen tavoitteena on lisätä metsätähteiden ja metsäteollisuuden sivuvirtojen ekologisesti ja taloudellisesti kestävää käyttöä bioaktiivisten yhdisteiden raaka-ainelähteenä, kohti korkean jalostusarvon uusia tuotteita", selittää Tuula.
"Projektissa innovoidaan ja testataan erilaisia menetelmiä, joilla voidaan parantaa puubiomassasta saatavien arvoyhdisteiden ominaisuuksia paremmin tuotteisiin ja tuotekehittelyyn sopiviksi. Tutkimuksen hyödyntäminen tapahtuu tiiviissä yhteistyössä Lapin alueen yritysverkoston kanssa."
Koulutukseltaan Tuula on ympäristö- ja puutieteilijä, ja hänen tutkimusaiheitansa ovat laajemmin puubiomassan rakenteelliset ja kemialliset ominaisuudet, niiden muodostuminen osana puiden kasvuprosesseja, ja biomassojen potentiaali erilaisissa lopputuotteissa.
Viime vuodet hän on tutkinut havupuiden, lähinnä kuusen, kuorta, ja sieltä saatavia bioaktiivisia yhdisteitä, uuteaineita.
Tviiteissä siis mennään varmaankin metsään – ainakin aineen suhteen!
Alla Tuulan viestit tältä viikolta, ja tavalliseen tapaan ne muuttuvat viikon päätyttyä Storify-tarinaksi.
Suomen metsä-, pelto-, lanta- ja jätebiomassoja koskevat tiedot löytyvät nyt yhdestä osoitteesta, Biomassa-atlas-verkkopalvelusta. Palvelu avattiin eilen Farmari-maatalousnäyttelyssä Seinäjoella.
Biomassa-atlaksesta voidaan hakea tietoa maankäytöstä, metsävaroista, hakkuiden sivuvirroista, peltokasvien tuotannosta, lannoista sekä teollisuuden ja yhdyskuntien biohajoavista jätteistä ja lietteistä.
Paikkatiedot löytyvät atlaksesta neliökilometrin tarkkuudella.
Tietoja voidaan käyttää esimerkiksi investointien ja raaka-ainehankintojen suunnitteluun sekä ympäristö- ja energiapolitiikan tueksi. Tai ihan hyvin vuoksi: atlaksen selaaminen on varsin viihdyttävää (ainakin jos on hieman vinksahtanut, kuten Tiedetuubin toimitus).
Esimerkiksi otsikkokuvassa on perunan viljelyalat Suomessa.
Verkkopalvelun lähtötiedot tulevat useasta eri tietokannasta.
"Nyt käyttäjä voi laskea kartalta rajaamaltaan alueelta esimerkiksi erilaisten biomassojen määriä ja sijaintia sekä tarkastella biomassojen käyttömahdollisuuksia ja -rajoituksia yhdistelemällä eri aineistoja", kertoo projektipäällikkönä toimiva tutkija Eeva Lehtonen Luonnonvarakeskuksesta.
Käyttäjäkunnan tarpeita selvitettiin laajan kyselytutkimuksen avulla vuonna 2014 ennen palvelun rakentamista. Ennen verkkopalvelun laajempaa käyttöönottoa sitä testattiin yhdessä käyttäjien kanssa kevättalvella 2017.
Yksi palvelun testaajista oli Mari Tuomaala Gasum Oy:stä. Hän koekäytti Biomassa-atlasta hakiessaan tietoja biokaasuntuotantoon soveltuvista biomassoista ja arvostaa myös ”yhden luukun” periaatetta.
"Aikaisemmin tietoja on pitänyt yhdistellä eri lähteistä ja konsulteilta. Biomassa-atlas on hieno parannus. Se nopeuttaa tietojen kokoamista merkittävästi", Tuomaala toteaa.
Eeva Lehtonen lupaa, että Biomassa-atlakseen lisätään uutta tietoa sitä mukaa, kun aineistot kehittyvät tai uusia käyttäjätarpeita ilmenee. Suunnitelmissa on muun muassa tuoda palveluun uusia biomassoja kuten peltobiomassoja sivuvirtoineen ja uusia lantajakeita sekä lisätä laskenta- ja mallintamisominaisuuksia.
Biomassa-atlas on monen toimijan yhteisponnistus, ja sitä on rakennettu tiedonkäyttäjien tarpeet huomioiden.
Palvelun rakentamista ja jatkokehitystä rahoittaa maa- ja metsätalousministeriö, tietosisällöstä ovat vastanneet Luonnonvarakeskuksen, Suomen ympäristökeskuksen, Tapio Oy:n sekä Itä-Suomen ja Vaasan yliopistojen asiantuntijat.
Linkki: Biomassa-atlas.
Juttu perustuu Luonnonvarakeskuksen tiedotteeseen.
