VTT tutkijat ovat kehittäneet selluloosasta uudenlaisen valokuidun, joka soveltuu uudenlaisiin antureihin, joissa on hyötyä materiaalin biohajoavuudesta. Sen sijaan selluloosasta valmistettu valokuitu ei tule kilpailemaan tietoliikennesovelluksissa lasipohjaisten valokuitujen kanssa. Katso videolta miten valo liikkuu puukuidussa.
Valo etenee puukuidussa, koska kuidun ydintä ympäröi sitä taitekertoimeltaan alhaisempi kuoriosa. Valo pysyy kuidun ytimessä, koska se heijastuu ytimen ja kuorikerroksen rajapinnasta takaisin kuidun ytimeen.
’’Olemme testanneet kuidun soveltuvuutta kosteuden mittaamiseen. Muutaman senttimetrin mittaisella kuidulla on saavutettu jo useiden kertaluokkien suuruisia lisäyksiä kuidussa etenevän valon vaimennukseen’’, kertoo VTT:n tutkija Ari Hokkanen.
Selluloosasta valmistettu valokuitu soveltuu parhaiten antureihin, joissa on hyötyä materiaalin biohajoavuudesta. Esimerkiksi rakennusten kosteusmuutokset voidaan tulevaisuudessa havaita optisen selluloosakuidun avulla.
’’Uuden optisen kuidun ydin on selluloosaa, joka on muokattu VTT:n kehittämillä ionisilla liuottimilla. Ytimen ympärille valmistimme kuorikerroksen selluloosa-asetaatista’’. kertoo VTT:n erikoistutkija Hannes Orelma.
Kehitystyössä ollaan kuiten Orelman mukaan vielä alussa, joten kaikkia sovellusmahdollisuuksia ei vielä tiedetä.
Selluloosalla on valokuituantureihin soveltuvia ominaisuuksia: Selluloosakuidun materiaali itsessään voi reagoida mitattavien aineiden kanssa ja imeä niitä sisäänsä, mikä on lasi- ja muovikuiduilla vaikeaa. Selluloosa on myös kemiallisesti helposti muokattavissa esim. taitekertoimen osalta.
Selluloosa imee ja luovuttaa tehokkaasti vettä, mikä voidaan mitata kuidussa etenevän valon vaimennuksen muutoksena. Lisäksi selluloosa on biohajoavaa ja anturikuidun voi hävittää biojätteen mukana.
Valokuidun kehittäminen alkoi VTT:n iBex-ohjelmassa. Kehitystyötä viedään tällä hetkellä eteenpäin FinnCERES-lippulaivaohjelmassa yhteistyössä VTT:n ja Aalto-yliopiston kanssa.
Lisää: Tutkimustulokset on julkaistu Cellulose-julkaisussa 25.11.2019 (LINKKI) ja esittelyvideo (LINKKI)
Kuva: Selluloosasta valmistettu valokuitu soveltuu parhaiten antureihin, joissa on hyötyä materiaalin biohajoavuudesta. Kuva VTT.