Selluloosapohjaiset materiaalit korvaamaan fossiilisia polymeerejä

VTT:n tutkija, diplomi-insinööri Tiia-Maria Tenhunen tutki väitöstyössään, miten erilaisia selluloosapohjaisia komponentteja ja niiden ominaisuuksia voidaan hyödyntää uusien sovellusten ja rakenteiden kehittämisessä. Lisäksi hän kehitti sellukuitujen kehruumenetelmää ja muokkasi selluloosajohdannaisia 3D-tulostukseen soveltuviksi. 

Puusta saatava selluloosa on yleisin biopolymeeri ja uusiutuva luonnonvara. Perinteisten käyttökohteiden kuten paperin ja kartongin lisäksi selluloosapolymeeri taipuu moneen muotoon ja käyttökohteeseen, sillä puukuituja voidaan mekaanisilla tai kemiallisilla käsittelyillä muokata niin nanomateriaaliksi kuin muovinkaltaisiksi, pehmeiksi ja koviksi, materiaaleiksi.

Väitöstyössä tarkastellaan, miten erilaisia selluloosapohjaisia komponentteja ja niiden ominaisuuksia on mahdollista hyödyntää uusien sovellusten ja rakenteiden kehittämisessä. Työssä tutkittiin selluloosakuitujen, mekaanisesti fibrilloidun nanoselluloosan sekä kemiallisesti muokattujen selluloosajohdannaisten materiaalivuorovaikutuksia sekä analysoitiin molekyylitason ilmiöiden vaikutusta lopputuotteen ominaisuuksiin. Lisäksi kehitettiin uusia valmistusmenetelmiä, kuten sellukuitujen kehruumenetelmä ilman liuotusta sekä selluloosajohdannaisten muokkaus 3D-tulostukseen soveltuviksi.

Tutkimustuloksia on hyödynnetty materiaali- ja sovelluskehityksessä yhteistyössä muotoilijoiden kanssa ja materiaaleja on demonstroitu muun muassa tekstiilisovelluksissa.

Väitöskirja osoittaa selluloosapohjaisten materiaalien mahdollisuudet sekä fossiilisten polymeerien osittaisena korvaajana olemassa olevissa tuotteissa sekä uusien, korkeamman jalostusasteen sovellusten mahdollistajana.

Tiia-Maria Tenhusen väitöstyö ”Utilization of cellulosic building blocks in material design” tarkastetaan Aalto-yliopistossa (Otakaari 1, Espoo) 25.5.2018 klo 12.

Väitös verkossa: https://vtt.pure.elsevier.com/en/publications/utilization-of-cellulosic-building-blocks-in-material-design-diss