Suomalainen keksintö vienanosellun kohti tehdastuotantoa

Suomen Nanoselluloosakeskuksen projektissa työskentelevät tutkijat Vesa Kunnari (vas.), Tekla Tammelin ja Arto Salminen ihastelevat puupohjaista kelmua, jonka kehittelyssä he ovat olleet mukana. Ensimmäinen kelmurulla valmistui viime joulukuussa. Jaana Kankaanpää Kuva: Viestilehtien arkisto

ESPOO (MT)

Tökin mittalasissa hyllyvää valkeaa mömmöä, joka muistuttaa maitokiisseliä. Hyppysissäni on kuuluisaa nanosellua, johon ministeritkin Suomen tulevaisuutta visioidessaan viittaavat.

Hypistelen myös nanosellusta valmistettua läpinäkyvää kelmua, joka on tuntuu sormissa silkkipaperilta.

Tiiviiden sidosten ansiosta nanokelmu ei hajoa vedessä eikä päästä läpi happea, tutkija Arto Salminen esittelee. Siksi se soveltuu esimerkiksi pakkausmateriaaliksi, joka suojaa ruokaa pilaantumiselta tai elektroniikan komponentteja hapettumiselta.

Teknologian tutkimuskeskus VTT:n, Aalto-yliopiston teknillisen korkeakoulun ja UPM:n perustaman Suomen Nanoselluloosakeskuksen tutkijat ovat valmistaneet kelmua UPM:n toimittamasta fibrilliselluloosasta useita metrejä.

Tekesin ja useiden teollisuusyritysten rahoittamassa tutkimuksessa on päästy niin sanottuun pilottivaiheeseen, joka on laboratoriotestauksen ja teollisen tuotannon välimuoto.

Nanosellua valmistetaan jauhamalla tai paineistamalla selluloosakuituja muutaman mikrometrin pituisiksi säikeiksi eli fibrilleiksi, jolloin massa muuttuu nestemäiseksi geeliksi.

Geelistä 98 prosenttia on vettä ja vain 2 prosenttia kuituja. Vedestä täytyy päästä eroon, mikä on ollut kelmunvalmistusta hidastava pullonkaula. VTT:n ja Aallon tutkijat ovat nyt onnistuneet tekemään kuivatuksessa läpimurron.

Suomalaistutkijat haihduttavat veden geelistä sen sijaan, että se suodatettaisiin pois, kuten yleensä tehdään.

”Suodatus on vaikeaa, sillä geeli tukkii suodattimet”, erikoistutkija Tekla Tammelin selittää. ”Jos taas suodattimen reiät ovat isoja, tulee paljon hävikkiä. Lisäksi suodattimesta jää kelmuun jälki, joka heikentää sen laatua”, hän jatkaa.

Veden haihdutus ei äkkiseltään kuulosta kovin monimutkaiselta, joten tuntuu ihmeelliseltä, ettei menetelmää ole muualla saatu toimimaan.

”Perusperiaate on hyvin yksinkertainen, mutta ongelmana on ollut kelmun kutistuminen, haurastuminen ja ryppyisyys. Nämä ongelmat on nyt saatu kuntoon”, Salminen kertoo.

VTT ja Aalto ovat hakeneet menetelmälleen patenttia.

Tutkijat toteuttivat ensimmäiset läpinäkyvän puukelmun suuren mittakaavan tuotantoajot viime joulukuussa.

Vaikka tutkijoiden tehtävänä ei ole myydä tuotteita, käsin kosketeltavan näytekappaleen hypistely auttaa viemään ideoita eteenpäin.

VTT:n kehittämän menetelmän siirtäminen tehdastuotantoon on Tammelinin mukaan jo mahdollista, sillä kalvoa voidaan valmistaa teollisuudessa jo olemassa olevilla laitteilla.

Vaikka materiaali on sataprosenttisesti puuperäinen, sitä valmistetaan samantyyppisesti kuin muovia. Nanosellugeeli levitetään muovifilmin päälle, josta valmis kelmu myöhemmin irrotetaan.

Kelmua ei pystytä tekemään yhtä vauhdikkaasti kuin paperia, sillä valmistusmenetelmä on hyvin erilainen.

Mitä hienompaa nanosellumateriaalia käytetään, sitä läpinäkyvämpää kelmusta saadaan. Kelmua voidaan myös kehittää sähkönjohtavaksi.

”Paperi ei johda sähköä, sillä paperi on alustana liian huokoinen. Nanosellukalvoissa pinta on tasainen”, Salminen selittää.

Myös painojälki on tasaisen pinnan ansiosta terävä. Siksi kelmua voidaan käyttää myös niin sanotuissa älypakkauksissa, esimerkiksi ruokapakkauksissa, joissa tietoa halutaan muuttaa, Salminen ja Tammelin visioivat.

Tutkijat ovat silminnähden innoissaan työstään. Nanoselluloosakeskuksen keksintö on valopilkku koko metsäteollisuudelle.

Tammelin kuitenkin toppuuttelee toimittajan haaveita muovin korvaamisesta puukelmulla.

”Tällä materiaalilla tuskin täysin korvataan muovia, mutta siitä voidaan räätälöidä sovelluksia uusiin tuotteisiin.”

SUVI NIEMI

Avaa artikkelin PDF