Ligniinistä saatiin tehtyä läpinäkyvää – aiemmin polttoon menneestä aineksesta voidaan valmistaa arvokkaita tuotteita

Aalto-yliopiston tutkijat ovat kehittäneet puun ligniinistä läpinäkyvää. Mullistavaksi luonnehditun keksinnön avulla ligniiniä voidaan käyttää optisissa sovelluksissa, kuten väriä muuttavissa kalvoissa ja huurtumisen­estopinnoitteissa, yliopisto kertoo.

Keksintö perustuu äskettäin kehitettyyn menetelmään, jossa ohuet ligniinin nanohiukkaskalvot pysyvät läpinäkyvinä lasille levitettäessä.

Ligniini on polymeeri, jota on lähes kaikkien kasvien soluseinämissä. Puut ovat 20–30 prosenttisesti ligniiniä, joka on hyvin voimakas sideaine. Puissa ligniini sitoo selluloosan ja hemiselluloosan toisiinsa ja antaa puulle sen jäykkyyden ja lahonkeston.

Ligniini on helposti saatavilla, mutta sitä on ollut vaikea hyödyntää, koska se on väriltään ruskeaa, ja toisaalta rakenteeltaan kerroksellista. Perinteisesti teollisuudessa ligniini on ollut lähinnä sellun tuoton sivutuote, joka on poltettu energiaksi.

Tuore tutkimus kuitenkin osoittaa, että materiaalista voidaan saada vaativia ja korkealle kehittyneitä keksintöjä, yliopisto toteaa tiedotteessaan.

Silmälasien ja auton ikkunoiden kondensoitumisen estämiseen käytettävät huurtumisen­estoaineet sisältävät useita erittäin myrkyllisiä ainesosia. Niillä on monia haitallisia terveysvaikutuksia sekä ihmisille, eläimille että luonnolle. Aineet eivät myöskään hajoa luonnossa.

Ligniinin nanohiukkaset voivat jatkossa olla vaihtoehto huurtumisenestopinnoitteiksi.

”Optisten pinnoitteiden on oltava läpinäkyviä, mutta tähän mennessä jopa melko ohuet ligniinihiukkaskalvot ovat olleet näkyviä. Tiesimme, että pienet hiukkaset näyttävät vähemmän sameilta, joten halusin selvittää, voisinko tehdä läpinäkyviä hiukkaskalvoja tekemällä hiukkaskoon mahdollisimman pieneksi”, kertoo väitöskirjatutkija Alexander Henn.

Tutkimuksessa löydettiin myös menetelmä, jossa nanopartikkeleiden hajontaa voidaan käyttää fotonipinnoitteina. Nanohiukkasten avulla voitaisiin siis valmistaa monikerroksisia kalvoja, joilla on kirkkaat rakenteelliset värit. Teknologiaa voitaisiin hyödyntää sovelluksissa, kuten heijastamattomissa pinnoitteissa, sensoreissa ja jopa autoissa.

”Asetyloidusta ligniinistä valmistamillani ligniinihiukkasilla oli melko yllättäviä ominaisuuksia, mikä teki tämän tutkimuksen loppuosasta hyvin mielenkiintoisen. Mahdollisuus valmistaa esimerkiksi fotonikalvoja tuli täytenä yllätyksenä”, Henn sanoo.

Professori Monika Österberg sanoo, että ligniinipohjaiset tuotteet voisivat olla kaupallisesti arvokkaita ja samalla toimia hiilinieluina.

”Tämä auttaisi osaltaan lieventämään nykyistä fossiiliriippuvuutta ja vähentämään hiilidioksidipäästöjä”, hän toteaa.