Väitös biotuotetekniikan alalta, DI Karl Alexander Henn

Väitöskirjan nimi: Scalable Surface Chemistry for Lignin Modification - Creating Value for a Forest-Based Society

Tohtoriopiskelija: DI Karl Alexander Henn
Vastaväittäjä: professori Lars Wågberg, Kungliga Tekniska Högskolan, Ruotsi
Kustos: professori Monika Österberg, Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulu, biotuotteiden ja biotekniikan laitos

Skaalautuva pintakemia ligniinin muokkaamiseen – Arvon luominen metsäpohjaiselle yhteiskunnalle

Noin viidesosa Suomen tavaraviennistä tulee metsäteollisuuden tuotteista, mutta metsäteollisuuden arvo voisi kuitenkin olla paljon korkeampi. Ligniini on runsaasti saatavissa oleva puupohjainen polymeeri, joka tuotetaan sivuvirtana sellutuotannossa. Ligniini on kuitenkin todella haastava soveltaa, ja suurin osa ligniinistä poltetaan energiaksi. Ligniinin hyödyntäminen korkean arvon tuotteissa parantaisi koko paperiteollisuuden kannattavuutta, minkä takia kehitykset ligniinin hyödyntämisessä ovat Suomelle erittäin tärkeitä.  
Alexander Henn on kehittänyt useita sovelluksia ligniinille hyödyntäen sitä veteen dispergoituvina partikkeleina. Hänen väitöskirjansa keskeinen teema oli yhdistää ligniinipartikkeleita ja veteen liukenemattomia aineita vesipohjaisessa ympäristössä. Tämä oli mahdollista valmistamalla hybridipartikkeleita ligniinistä ja veteenliukenemattomasta aineesta tai adsorboimalla veteenliukenemattoman aineen ligniinipartikkelien pintoihin. Näillä menetelmillä oli mahdollista valmistaa vedenpohjaisia lämmöntalteenottomateriaaleja ligniinistä ja rasvahapoista, sekä mekaanisesti kestäviä pinnoitteita ja liimoja ligniinistä ja epokseista. Muokkaamalla ligniinin rakennetta, Henn onnistui valmistamaan läpinäkyviä partikkeleita. Ohuina kalvoina, nämä partikkelit muodostivat superhydrofiilisen huurtumisenestävän pinnan, ja monikerroksina partikkelit muodostivat kirkkaita värejä valointerferenssi-ilmiön vuoksi, ja olisivat todennäköisesti käytettäviä sensorisovelluksissa. Henn kehitti myös uusia muokkausmenetelmiä ligniinillä vähentääkseen ympäristöhaitallisten ja kalliiden kemikaalien käytön ja parantaakseen prosessien skaalattavuutta. 
Yhteenvetona, Hennin väitöskirjassa kuvataan monia eri tapoja käyttää ligniinipartikkeleita moneen erilaisiin sovelluksiin. Tämän lisäksi väitöskirja tuo esiin uusia moneen sovellukseen hyödyllisiä kemiallisia muokkausmenetelmiä.

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 10 päivää ennen väitöstä)
Yhteystiedot:
DI Karl Alexander Henn
[email protected] 

Kemian tekniikan korkeakoulun väitöskirjat

Zoom pikaopas