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

29.5.2020 | Tutkimus ja koulutus

Rakentajat tehostavat kosteudenhallintaa verkkokoulutuksella

Neljätoista Suomen suurinta rakennusliikettä on yhdessä kehittänyt eKosteus-koulutuksen ja alkaa hyödyntää sitä oman henkilöstönsä koulutukseen. Tavoitteena on parantaa kosteudenhallinnan osaamista sekä torjua kosteusvaurioita. Koulutus kokoaa yhteen perustiedot, jotka rakentamisen kaikkien osapuolten tulee tuntea, jotta kuivaketju ei katkea. Asiasta raportoi Rakennusteollisuus RT ry.

29.5.2020 | Alan Uutiset

RT: Koronakriisi tuplaa rakentamisen hidastumisen Suomessa

Rakennusteollisuus RT ry:n mukaan asuntoaloitukset vähenevät tänä vuonna yli neljänneksellä, mikä painaa koko rakentamista vauhdilla alaspäin. Myös toimitilarakentaminen on supistumassa voimakkaasti ja julkisen sektorin investoinnit uhkaavat vähentyä.

29.5.2020 | Kumppaniartikkeli

Viafin Service jatkaa yrityskaupan jälkeen kasvu-uralla

Teollisuuden kunnossapitoa tarjoava Viafin Service Oyj on vuoden ajan sulatellut suurta kaasualan käyttö- ja kunnossapitopalveluihin liittyvää yrityskauppaa. Nyt Viafin GASiksi nimetyn yhtiön hankinta on saatettu onnistuneesti päätökseen ja listautunut emoyhtiö voi jatkaa matkaa kohti seuraavaa tavoitetta. Päämääränä on nousta sadan miljoonan euron liikevaihtoa pyörittäväksi teollisuuden kunnossapitoyhtiöksi vuoden 2022 aikana.

Myös maatalouskoneiden huoltokirjaukset hoituvat mobiilisti

Maatalouskoneiden huollot merkitään yleisimmin paperiseen huoltovihkoon. Työtehoseuran keväällä tekemän kyselyn mukaan vain seitsemän prosenttia vastaajista käytti sähköistä huoltokirjaa, yleisimmin Exceliä. Tutkimus osoitti, että mobiilisti käytettävälle huoltokirjalle olisi kysyntää. Nyt sellainen löytyy TTS-Koneesta ja on käytettävissä kaikille käyttöoikeuden lunastaneille.

Ilman epäpuhtaudet teollisuuden työpaikoilla

Ammattitaudeista ja ammattitautiepäilyistä lähes 20 prosenttia on hengitystieallergioita, joiden aiheuttajia ovat muun muassa erilaiset kemialliset tekijät. Teollisuudessa viimeaikoina yleistynyt 3D-tulostus on yksi hengitysilman laatuun vaikuttava työprosessi, jonka turvallinen hyödyntäminen edellyttää turvallisuusnäkökohtien huomioimista.

Kestävillä teräksillä pidennetään työvälineiden käyttöikää, säästetään materiaalia

Uddeholms Ab on ruotsalainen työkaluteräsvalmistaja, joka kuuluu itävaltalaiseen voestalpine-teräskonserniin. 

20 prosenttia Kajaanin kaukolämmöstä: CSC ja Loiste Lämpö allekirjoittivat sopimuksen

Loiste Lämpö ja CSC – Tieteen tietotekniikan keskus ovat allekirjoittaneet sopimuksen LUMI-supertietokoneelle rakennettavan datakeskuksen kaukolämpöliittymän rakentamisesta ja hukkalämmön hyödyntämisestä. Sopimuksen mukaan vuoden 2021 alussa käynnistyvä datakeskus kerää talteen toimintansa sivutuotteena syntyvän lämmön, jonka Loiste Lämpö siirtää verkkoonsa lämmittämään kajaanilaisia koteja ja liiketiloja.