Uudet materiaalit tulevat – mutta eivät kiirehdi

VTT on innovoinut selluloosasta valmistettavan, muovia korvaavan pakkausratkaisun. Uusien materiaalien kehittäminen ja tuotteistaminen on pitkä prosessi.

VTT:n tutkimusprofessori Ali Harlinin mukaan uusi selluloosapohjainen pakkausmateriaali sopii kuiville ja rasvaisille elintarvikkeille kuten pähkinöille, muroille, kahville, mausteille ja rusinoille.

– Pakkauksen ulkopinnoissa käytetään termoplastista selluloosaa, joka muovin tavoin estää esimerkiksi veden tunkeutumista pinnan läpi. Nanosellukerros estää puolestaan hapen liikkumisen, sanoo Ali Harlin.

Selluloosa on materiaalina turvallinen, uusiutuva, kierrätettävä ja kompostoitava.

– Nanoselluloosakalvoa on kehitetty kymmenen vuotta ja nyt sitä osataan tehdä. Termoplastisen selluloosan valmistus on pilotointivaiheessa.

Harlin arvioi, että siihen, että ratkaisu on täysin tuotteistettu, kuluu 5-10 vuotta. Keksintö sai äskettäin myös kansainvälistä tunnustusta. Se oli yksi viidestä innovaatiosta, jolle yhdysvaltalainen Ellen MacArthur Foundation jakoi tammikuussa tasapuolisesti miljoonan dollarin palkinnon.

Uuden Nokian äärellä?

Ali Harlin näkee, että pakkausratkaisu on yksi osoitus selluloosan uusista käyttömahdollisuuksista.

VTT:n SutCo-pintakäsittelylinja sopii muunneltavuutensa ansiosta hyvin tutkimukseen.

– Uskon, että keksintö tulee osaltaan avaamaan tietä selluloosan uudelle tulevaisuudelle. Se saa tulevaisuudessa entistä enemmän muovin kaltaisia ominaisuuksia ja siitä voidaan tehdä samoja pakkauksia kuin muovista. Selluloosa soveltuu myös ruiskupuristukseen.

Selluloosa tuo tietenkin heti mieleen Suomen suuret metsävarat. Olemmeko siis kenties uuden Nokian – tai monen uuden Nokian äärellä?

– Biotaloudessa on valtavasti potentiaalia – ja myös materiaaliteollisuuden kannalta. Nesteen, UPM:n ja Stora Enson kaltaiset jätit ovat lähteneet jo isosti liikkeelle. Mutta suuria pelureita ja isoja investointeja tarvitaankin. Olemme vasta kehityskaaren alussa, uskoo Ali Harlin.

Huomiota kierrätykseen ja materiaalitehokkuuteen

Harlin korostaa, että yksi innovaatio ei tule muovia kaatamaan. Perinteisen öljypohjaisen muovin ympäristöongelmiin on viime aikoina herätty, mutta materiaali tulee säilyttämään asemansa vielä pitkään. Muovia on helppoa ja halpaa tehdä, ja tuote on hyvin suorituskykyinen.

– Uusien materiaalien kehittäminen ja tekniikoiden saaminen ominaisuuksiltaan ja hinnaltaan kilpailukykyiseksi vie paljon aikaa. Tällä hetkellä voimavaroja pitäisikin suunnata ennen kaikkea siihen, että muovia ei päädy väärään paikkaan, ennen kaikkea meriin. Nykyään mereen päätyy peräti 3,5 prosenttia muovista ja maalle jopa kymmenen kertaa enemmän, Harlin kertoo.

Hän arvioi, että kierrätys ja materiaalitehokkuus tulevat olemaan avainsanoja myös uusien materiaalien kehitystyössä.

– Seuraavan kolmenkymmenen vuoden aikana meidän pitää rakentaa entistä enemmän, ruokkia nykyistä suurempi määrä ihmisiä sekä taistella ilmastonmuutosta vastaan. Materiaalitehokkuuden ja kierrätyksen rooli kasvaa koko ajan, Harlin korostaa.

Nanosta aktiivimateriaaleihin

Materiaalien kehitystyöhön pätee sama kuin teknologiaan ylipäätänsä. Kun esiin nousee uusi innovaatio, niin hypetys on aluksi kovaa. Vasta jonkin ajan kuluttua nähdään selvemmin, mihin keksinnöstä todellisuudessa on.

VTT:n pakkausta kehittäneen tutkimusryhmän jäseniä: Pia Willberg-Keyriläinen, Jarmo Ropponen, Mika Vähä-Nissi, Jari Vartiainen, Ali Harlin.

Ali Harlin huomauttaa, että esimerkiksi muutama vuosi sitten kovasti esillä olleet nanomateriaalit ovat jo ohittaneet hype-vaiheensa ja havaittavissa on, mihin ne sopivat parhaiten. Yhdeltä ulkomitaltaan millimetrin miljoonasosan kokoisia nanomateriaaleja käytetään nykyään yleisesti esimerkiksi erilaisissa pinnoitteissa, antibakteerisissa tekstiileissä, kevyissä mutta lujissa komposiittimateriaaleissa, elektroniikkakomponenteissa, mittalaitteissa ja aurinkokennoissa.

– Voidaan summata, että nanomateriaalit tarjoavat esimerkiksi lujuutta, elektronista suorituskykyä ja lääketieteellisissä sovelluksissa aktiivisuutta.

Harlinin mukaan seuraavaksi tulossa ovat – biomateriaalien ohella – esimerkiksi aktiivimateriaalit. Ne voivat tarkoittaa esimerkiksi pintoja, jotka kolhun sattuessa kuroutuvat uudelleen kasaan tai maalipintoja, jotka korjaavat itse naarmunsa. Ne saattavat näyttäytyä myös vaikkapa pintoina, jotka muuttavat ominaisuuksiaan ympäristönsä mukaan ja reagoivat esimerkiksi ilman pölyisyyteen.

– Mutta aktiivimateriaalit ovat vasta kehityksensä alussa. Tulevaisuus näyttää, mitä mahdollisuuksia ne todella tarjoavat, Harlin muistuttaa.

Teksti: Matti Välimäki
Kuvat: VTT, Ellen MacArthur -säätiön palkitsema pakkausratkaisu

css.php