Tampereen yliopiston ja Aalto-yliopiston tutkijat ovat kehittäneet optisia kuituja metyyliselluloosasta.
Metyyliselluloosa on yleisesti käytetty selluloosan johdannainen.
Biopolymeerista valmistettu valokuitu voi tarjota ratkaisun ongelmaan, joka piilasisilla kuiduilla on. Vaikka ne kykenevät siirtämään valosignaaleja kymmeniä kilometrejä, ne ovat hauraita ja joustamattomia.
Piilasikuidut eivät siksi ole parhaimmillaan lyhyen matkan sovelluksissa, joita käytetään esimerkiksi autoissa, tekstiileissä, laserleikkauksissa ja implantoitavissa laitteissa.
”Selluloosa on ekologinen raaka-aine, jota on runsaasti saatavilla ja jolla on paljon potentiaalia mitä erilaisimpiin sovelluksiin”, sanoo Tampereen yliopiston tenure track -professori Nonappa Nonappa.
Hänen ryhmänsä kehittää biopolymeerisia valokuituja juuri lyhyen matkan sovelluksiin.
Kemikaaleja ei tarvita
Optisten kuitujen tavanomaiseen valmistusprosessiin saattaa kuulua korkeassa lämpötilassa tai haitallisilla kemikaaleilla suoritettavia käsittelyvaiheita.
Suomalaisyliopistojen tutkimus osoitti, että optisia kuituja on mahdollista valmistaa myös huoneenlämmössä yksinkertaisen ekstruusiomenetelmän avulla.
Kemiallisia sidosaineita ei tarvita, kun käytetään metyyliselluloosaa sisältävää hydrogeeliä.
”Näin valmistettu kuitu on erityisen läpinäkyvää, kestävää ja joustavaa, ja sen häviöt ovat vähäisiä”, Nonappa kertoo Tampereen yliopiston tiedotteessa.
Sopivat monikäyttöisiin antureihin
Tiedonsiirron lisäksi metyyliselluloosasta valmistettuja optisia kuituja voidaan muokata muihinkin käyttötarkoituksiin.
Hydrogeeliin voidaan lisätä erilaisia molekyyleja ja nanopartikkeleita ilman, että kuidun mekaaniset ominaisuudet tai tiedonsiirtokapasiteetti heikentyisivät.
”Tämä mahdollistaa kuitujen käytön erilaisissa anturisovelluksissa”, kertoo tohtorikoulutettava Ville Hynninen.
Hynninen on Small-tiedelehdessä julkaistun tutkimusartikkelin ensimmäinen kirjoittaja.
Jos hydrogeeliin lisätään esimerkiksi proteiinipinnoitettuja kultananoklustereita, syntyy valoa heijastava optinen kuitu, jota voidaan käyttää myrkyllisten metalli-ionien tunnistamiseen.
Aalto-yliopistosta tutkimukseen osallistuivat professori Olli Ikkalan ja professori Zhipei Sunin ryhmät.
