Alan Uutiset | 17.9.2019

Muovin haastaja hämähäkkisilkin ja nanoselluloosan yhdistelmästä

Aalto-yliopisto ja VTT ovat kehittäneet materiaalin, joka on samalla luja, jäykkä ja sitkeä. Tulevaisuudessa sitä voidaan käyttää muun muassa biopohjaisissa komposiiteissa ja lääketieteellisissä sovelluksissa.

arachnid-close-up-cobweb-2632059

Lujan ja samalla joustavan materiaalin valmistaminen on ollut materiaalisuunnittelun suurimpia haasteita: lujuuden lisäämiseksi on pitänyt tinkiä venyvyydestä ja päinvastoin. Nyt Aalto-yliopiston ja VTT:n tutkijat ovat onnistuneet selättämään haasteen ottamalla mallia luonnosta.

Tutkijat loivat uuden biopohjaisen materiaalin liimaamalla puun selluloosakuituja yhteen hämähäkinseitistä löytyvällä silkkiproteiinilla. Tuloksena oli hyvin jäykkää ja samalla sitkeää materiaalia, jota voidaan tulevaisuudessa käyttää esimerkiksi muovien korvaamiseen, biopohjaisiin komposiitteihin, lääketieteellisissä sovelluksissa ja tekstiiliteollisuudessa.

Tutkimusta vetäneen Aalto-yliopiston professori Markus Linderin mukaan luonto tarjoaa uusien materiaalien kehittämiseen loistavia raaka-aineita, kuten nyt käytettyjä lujaa ja helposti saatavilla olevaa selluloosaa ja sitkeää ja joustavaa silkkiä. Molempien etu on se, että toisin kuin muovi ne hajoavat luonnossa eivätkä aiheuta siellä mikromuovin kaltaisia haittoja.

- Nämä luonnon hyvät ominaisuudet meidän tutkijoiden pitää vain pystyä toistamaan, Linder sanoo.

- Pilkoimme koivuselluloosan kuidut nanofibrilleiksi, jotka järjestimme samansuuntaisiksi. Samalla täytimme selluloosasta muodostuvan kehikon pehmeällä silkkiproteiinilla. Se toimii liimamaisena sidosaineena sekä kykenee välittämään mekaanista energiaa molekyylitasolle, kertoo erikoistutkija Pezhman Mohammadi VTT:ltä.

Silkkiä DNA:n ja bakteerien avulla

Silkki on proteiini, jota esiintyy luonnossa muun muassa silkkitoukan erittämänä ja hämähäkinseitissä. Aalto-yliopiston ja VTT:n tutkijoiden käyttämä hämähäkkisilkki ei kuitenkaan ollut peräisin seitistä, vaan tutkijat valmistivat sen synteettisen DNA:n ja bakteerien avulla.

- Koska tunnemme DNA:n rakenteen, voimme kopioida sen ja valmistaa sen avulla kemiallisesti samanlaisia silkkiproteiinimolekyylejä kuin hämähäkinseitissä on. DNA:ssa on kaikki se informaatio valmiina, Linder selittää.

- Työmme on osoitus proteiinien kehittämisen uusista ja monipuolisista mahdollisuuksista. Voimme valmistaa vastaavia komposiittimateriaaleja hiukan eri raaka-aineista ja saada aikaiseksi uusia ominaisuusyhdistelmiä eri käyttötarkoituksiin. Parhaillaan kehitämme komposiittimateriaalia, joka soveltuu esimerkiksi implantteihin ja iskunkestäviin kohteisiin, sanoo Pezhman.

Tutkimushanke on osa Suomen Akatemian rahoittamaa Biosynteettisten hybridimateriaalien molekyylimuokkaus ”Hyber” -huippuyksikköä.

Tutkimus julkaistiin Science Advances -tiedejulkaisussa.

Uusimmat artikkelit

Fortumilta ratkaisu jätteenpolton tuhkaongelmaan

Fortum avaa lähiviikkojen aikana Suomen ensimmäisen tuhkankäsittelylaitoksen Porin Mäntyluodossa. Kyseessä on merkittävä ratkaisu tuhkan polttamisen mukana syntyvän suolaongelman poistamiseksi.

15.10.2019 | Tutkimus ja koulutus

IoT:n hyödyntäminen yrityksissä on merkittävässä kasvussa

Elisan teettämän tutkimuksen* mukaan jo lähes puolet yli 500 hengen suomalaisista yrityksistä ja organisaatioista hyödyntää esineiden internetiä. Sen käyttäminen on lisääntynyt erityisesti 250–1000 hengen yrityksissä ja organisaatioissa.

Uusi moottoroitu sääsuoja edistää puurakentamista

NCC rakentaa Kruunuasunnoille Turun Linnanfälttiin kahta puukerrostaloa, jotka valmistuvat täysin uudenlaisen sääsuojan alla. 

14.10.2019 | Alan Uutiset

Rakentamisen hyvä suhdannevaihe on päättymässä

Rakentamisen tuotanto pysyy kuluvana vuonna lähellä nykytasoaan tai vähenee enintään kaksi prosenttia vuodentakaisesta, arvioi rakennusalan suhdanneryhmä 14. lokakuuta julkaistussa raportissaan. Ensi vuonna rakentamisen tuotanto vähenee 1,5–3,5 prosenttia.

Empower ja Visuon käynnistävät yhteistyön 360°VR-teknologiaa hyödyntävien digitaalisten ratkaisujen kehittämisessä

Empower ja 360° visuaalisten työkalujen toimittaja Visuon ovat aloittaneet yhteistyön, jossa teollisuudelle älykästä kunnossapitoa ja ylläpidon analytiikkapalveluita tarjoava Empower hyödyntää Visuonin 360° VR-teknologiaan pohjautuvaa alustaa Em360° toimitilojen mallinnus- ja etähallintaratkaisussa Suomessa.

18.9.2019 | Kumppaniartikkeli

Uusi puhtaasti kaasukäyttöinen Wärtsilä 31SG -moottori vähentää merenkulun päästöjä

Teknologiayhtiö Wärtsilä tuo markkinoille puhtaasti  kaasukäyttöisen Wärtsilä 31SG -moottorin  merisovelluksia varten. Wärtsilä 31 -tuotealustaan perustuvan moottorin dieselversio julkaistiin  Guinnessin ennätystenkirjassa maailman tehokkaimpana nelitahtidieselmoottorina

Perusväylänpidon lisärahoitus tulee tiestölle viime tipassa

Hallitus on sopinut vuoden 2020 budjettiesityksestä.  Perusväylänpidon rahoitukseen ehdotetaan pysyvää 300 miljoonan euron tasokorotusta tie-, raide- ja vesiväylien korjausvelan kasvun pysäyttämiseksi ja korjausvelan vähentämiseksi. Yhdessä muiden korotusten kanssa perusväylänpidon rahoitukseen tulee lisäystä 362 miljoonaa euroa vuonna 2020.