Punasipulin kuoresta uutetulla väriaineella värjätty nanoselluloosa muodostaa aurinkokennoille erittäin tehokkaan suojan uv-säteilyä vastaan.

Tämän osoitti Turun yliopisto tuoreessa tutkimuksessaan, johon osallistui tutkijoita myös Aalto-yliopistosta ja Wageningenin yliopistosta.

Punasipulin värillä käsitelty kalvo päästi läpi yli 80 prosenttia auringonvalosta pidemmillä aallonpituuksilla, 650‒1 100 nanometrissä. Suoja säilytti hyvät ominaisuutensa läpi pitkän testausjakson.

Tutkimus on ensimmäinen, jossa biopohjaisten suojakalvojen ominaisuuksia on verrattu keskenään pitkällä aikavälillä.

Tulokset julkaisi tiedelehti ACS Applied Optical Materials.

Päihitti myös pet-pohjaisen suojan

Punasipulilla käsitelty kalvo esti 99,9 prosenttia uv-säteilystä 400 nanometriin saakka, mikä tarkoittaa erittäin tehokasta suojaa.

Kalvo päihitti uv-suojaustehossaan myös pet-pohjaisen suojan, joka edusti tutkimuksessa kaupallista standardia.

”Punasipulilla käsitelty nanoselluloosa on lupaava materiaali sellaisiin käyttökohteisiin, joissa suojamateriaalin on tärkeä olla biopohjainen”, sanoo Turun yliopiston väitöskirjatutkija Rustem Nizamov.

Tutkijat valmistivat nanosellusta yhteensä neljä erilaista suojakalvoa. Yksi käsiteltiin punasipulin väriaineella, yksi ligniinillä ja kaksi rautaioneilla.

Sipulinkuoresta uutettu väri nousi vertailun ykköseksi.

Vasta pitkäaikainen testaus kertoo totuuden

Materiaalien kestävyyttä ja suorituskykyä testattiin keinovalon alla tuhat tuntia, mikä vastaa suunnilleen vuotta ulkoilman auringonvaloa Keski-Euroopan ilmastossa.

Suodatinmateriaalien ja aurinkokennojen visuaalisia muutoksia seurattiin digitaalisten valokuvien avulla.

Nizamovin mukaan materiaaleja pitäisi testata pitkäaikaisesti, sillä kaikkien biopohjaisten kalvojen uv-suojausteho ja valonläpäisy muuttuivat tutkimuksessa ajan myötä.

”Esimerkiksi rautaioneilla käsitellyt kalvot päästivät valoa läpi hyvin testauksen alussa, mutta materiaalin ikääntyessä valonläpäisy heikkeni”, hän kertoo tiedotteessa.

Nanosellu hyvä ekovaihtoehto öljypohjaisille muoveille

Turkulaistutkijat testasivat suojakalvoja väriaineherkistetyillä aurinkokennoilla, koska ne ovat erityisen alttiita uv-säteilyn aiheuttamalle kulumiselle.

Nizamovin mukaan testatut kalvot sopivat silti myös esimerkiksi perovskiittikennojen ja orgaanisten kennojen uv-suojaamiseen.

Tätä nykyä kennot suojataan useimmiten päällystämällä ne pvfd- tai pet-muoveista valmistetuilla kalvoilla.

Materiaalitutkijat etsivät kuitenkin öljypohjaisille muoveille ekologisempia vaihtoehtoja, joista yksi on nanoselluloosa.

Aurinkoenergiamateriaaleja tutkitaan Turun yliopistossa professori Kati Miettusen johdolla.

Päivi Ikonen

Lue myös:

Turun yliopiston sata vuotta sisukasta kemiaa