Elektroniikkaa metsästä

Aalto-yliopiston Academic Summitin paneeli lupasi paitsi entistä ekologisempia, myös ominaisuuksiltaan täysin ennennäkemättömiä tuotteita.

Professori Magnus Berggren osoittaa kaunista ruotsalaista metsämaisemaa valkokankaalla.

‒ Mitä jos voisimme tehdä elektroniikkaa tästä? hän kysyy.

Vaikeasti kierrätettävä elektroniikkaromu on yksi ongelmista, joihin biotalous voi tuoda ratkaisun. Helposti kierrätettävän elektroniikan valmistaminen puuraaka-aineesta kuulostaa vielä science fictionilta. Sitä se ei kuitenkaan ole Linköpingin yliopiston orgaanisen elektroniikan professorina toimivan Berggrenin tutkimusryhmälle. Ryhmä osaa valmistaa pahvialustalle painotekniikasta tutuin menetelmin elektroniikan eri peruskomponentteja, antenneja, sensoreita ja transistoreja. Nyt tutkijat kehittävät samalla tekniikalla ihmiseen kytkettäviä biosensoreja, joilla voi tarkkailla elimistön tilaa.

‒ Kannat sairaalaa mukanasi, visioi Berggren.

Biotalouden perusajatus on, että uusiutumattomia luonnonvaroja korvataan uusiutuvilla, luonnonvaroja käytetään kestävästi ja materiaalien kierto tuotantoprosessissa on suljettu. Biotaloudessa paras raaka-aine on usein sellaista, joka nykyisin luokitellaan jätteeksi. Academic Summitin biotalous-seminaarin puhujat väläyttivät esimerkkejä biotalouden mahdollisuuksista.

‒ Aalto-yliopistolla on erittäin hyvät edellytykset luoda uusia biotalousinnovaatioita, Laine kertoo.

Hyvä esimerkki biotalouden tuotteista on Ioncell-tekstiilikuitu, kertoi paneelin puheenjohtaja, dekaani Janne Laine ennen paneelin alkua. Aalto-yliopiston tutkijoiden kehittämässä Ioncell-valmistusprosessissa syntyvä selluloosakuitu on ekologisempi vaihtoehto puuvillalle. Puuvillan tuotantomäärien lisääminen alkaa olla vaikeaa sen vaatiman veden ja viljelytilan vuoksi. Ioncell-kuidun raaka-aine saadaan suomalaisista selluloosatehtaista.

‒ Aalto-yliopistolla on erittäin hyvät edellytykset luoda uusia biotalousinnovaatioita, Laine kertoo. Esimerkiksi uuden kangaskuidun kehitystyössä on ollut käytössä koko yliopiston osaamispotentiaali, puunjalostustekniikan insinööriosaamisesta aina bisnes- ja design-osaamiseen.   

Yksi haasteeseen tarttuneista on paneelissa puhunut Aallon akatemiaprofessori Olli Ikkala. Ikkalan uusien materiaalien tutkimusryhmä tunteen hyvin nanoselluloosan salat. Kun puun selluloosakuituja hienonnetaan nanokokoon, 1000 kertaa lyhyemmiksi kuin paperin selluloosakuidut, avautuu aivan uudenlaisia tuotemahdollisuuksia.

‒ Monet vahvat materiaalit ovat hauraita, Olli Ikkala kertoo.

Luonto on ratkaissut ongelman, sillä esimerkiksi luonnonhelmien materiaali on sekä vahvaa että lujaa. Nanoselluloosa on insinööreille yksi keino imitoida luontoa, ja rakentaa tuoteominaisuuksiltaan jopa helmiäistä parempaa nanokomposiitimateriaalia.

Biotalouden mahdollisuudet kiinnostavat perinteistä puunjalostusteollisuutta, joka etsii uusia tuotteita paperin ja selluloosan rinnalle. Tästä kertoo jotakin esimerkiksi puunjalostustekniikan Nobelin, Marcus Wallenberg-palkinnon voittajien tutkimusalat. Vuoden 2014 palkinnon sai professori painettavaa elektroniikkaa kehittänyt Magnus Berggren, vuonna 2013 nanoselluloosan tutkija Derek Gray.

Ioncell-kuidun raaka-aine saadaan suomalaisista selluloosatehtaista.

Tulevaisuudessa metsäteollisuuden tuotevalikoimaan kuuluvat paperin lisäksi nanoselluloosa, nestemäiset biopolttoaineet ja kemian teollisuuden raaka-aineet. Useimpia kemian teollisuuden peruskemikaaleja, joiden raaka-aine on perinteisesti ollut öljy, voi jo valmistaa biojalostamoissa uusiutuvista raaka-aineista. Esimerkiksi muoviteollisuus voi tulevaisuudessa siirtyä biotalouden piiriin.

‒ Teknisesti voimme jo korvata kemikaalit biopohjaisilla, vahvistaa panelisti Ed de Jong, hollantilaisen Avantium Chemicals -yrityksen tuotekehityksestä vastaava johtaja.

Sitä mukaa kun fossiilisten polttoaineet kallistuvat ja ymmärrys niitä korvaavista biotuotteista kasvaa, paranee myös biotuotannon kilpailukyky.

‒ Biotaloudesta on aikaa myöten tulossa kustannustehokasta massatuotantoa. Samaan aikaan öljypohjaisten tuotteiden valmistus muuttuu vähemmän kustannustehokkaaksi. Ei ole huono idea varautua tähän, Olli Ikkala toteaa.

Teksti: Petja Partanen
Kuva: Mikko Raskinen

Aalto Academic Summit -viikon biotalouspaneelissa Aallon akatemiaprofessori Olli Ikkala, Linköpingin yliopiston orgaanisen elektroniikan professori Magnus Berggren ja hollantilaisen Avantium Chemicals -yrityksen kehitysjohtaja Ed de Jong keskustelevat biotalouden mahdollisuuksia. Aalto-yliopiston Academic Summit -tapahtuma  (wcc.aalto.fi)

Aalto-yliopiston biotaloustähdet

Muun muassa he kehittävät tulevaisuuden biotalousinnovaatioita tutkimusryhmissään.

• Olli Ikkala, molekyylimateriaalit 
• Herbert Sixta, puunjalostustekniikka
• Markus Linder, biomolekyylimateriaalit 
• Tapani Vuorinen, puukemia 
• Jukka Seppälä, polymeeriteknologia