Ligniinin, puukuidun ja laponiitin eli nanosaven seoksesta on saatu aikaan iskuja ja kosteutta kestävä puuvaahto, jota voidaan käyttää fossiilisen muovin korvikkeena.
Ligniini on puukuitujen sidosaine. Kuivattuna vaahtona se on kova ja vedenpitävä ja jopa johtaa sähköä.
Puuvaahto muistuttaa paljon korkkia, mutta on sitä monta kymmentä kertaa kevyempää.
Uuden biomateriaalin ovat rakentaneet Aalto-yliopiston tutkijat, jotka ideoivat puupohjaisia vaahtomateriaaleja tutkimushankkeessa nimeltä Älyä vaahtoihin.
”Hanke perustuu biomimetiikkaan, jossa jäljitellään luonnon ilmiöitä. Pyrimme tekoälyn avulla kehittämään vaahtoa, jolla on puun kaltaisia ominaisuuksia, kuten lujuus, joustavuus ja lämmönkestävyys”, kertoo professori Mikko Alava.
Vaahtoja voidaan valmistaa eri tekniikoilla. Rainauksella eli paperinvalmistustekniikalla syntyy juuri halutun paksuista materiaalia, mutta märän vaahdon kuivaaminen on hidasta.
Pursottamalla tai 3d-tulostamalla saadaan puolestaan aikaan kovia pitkulaisia kuplia, jotka tekevät rakenteesta sauvamaisen ja vahvan.
”Tekoäly ehdottaa aiemman datan perusteella, miten voimme lisätä materiaaliin haluamamme ominaisuuden pienimmällä vaivalla”, kuvailee tutkijatohtori Juha Koivisto.
Sopii myös eristeeksi – ja vaikka syötäväksi
Tutkijat etsivät parhaillaan puuvaahdolle kaupallisia sovelluksia ja markkinoita Business Finlandin rahoituksella.
”Kaupallistaminen edellyttää, että biopohjainen materiaali on aidosti biohajoavaa, edullista ja sitä voidaan tuottaa tonnikaupalla”, Alava sanoo.
Puuvaahto voisi esimerkiksi korvata styroksin ja kuplamuovien pakkausmateriaaleissa.
Keveytensä, lämmöneristävyytensä ja lujuutensa ansiosta vaahtomateriaali sopii myös rakennuseristeisiin, jos se on kosteudenkestävyyden lisäksi myös paloturvallista.
Juha Koiviston mukaan erikoisinta vaahdossa on, että se on jopa syötävää.
Tutkijoiden kehittämällä menetelmällä samanlaista vaahtoa voitaisiin valmistaa esimerkiksi puolukka-, karpalo-, porkkana- tai punajuurijauheesta.
”Vaahdosta voidaan tehdä lastuja, jotka ovat kuin sipsejä”, Koivisto kuvailee.
(Kuva: Mikko Raskinen) Tutkija Juha Koivisto tekee puuvaahdolle lujuuskoetta.
