Aalto-yliopiston kemian tutkijat ovat onnistuneet kehittämään puun ligniinistä värikkäitä tai läpinäkyviä pinnoitteita, joilla voi olla käyttöä lisäksi antureissa ja autojen muissa rakenteissa. Mahdollisuus valmistaa ligniinistä fotonikalvoja oli tutkijoille yllätys.

Ligniinin teolliset sovellukset ovat olleet harvassa, lämmöntuotantoa lukuun ottamatta. Nyt julkaistu tutkimus osoittaa kuitenkin, että tästä vajaakäytössä olevasta materiaalista voidaan saada jopa erittäin vaativia ja korkealle kehittyneitä keksintöjä aina lasien huurtumista estäviin ratkaisuihin, mutta myös fotoniikkaan.

”Asetyloidusta ligniinistä valmistamillani ligniinihiukkasilla oli melko yllättäviä ominaisuuksia, mikä teki tämän tutkimuksen loppuosasta hyvin mielenkiintoisen. Mahdollisuus valmistaa esimerkiksi fotonikalvoja tuli täytenä yllätyksenä”, kertoo Aalto-yliopiston väitöskirjatutkija Alexander Henn.

Tutkimuksessa osoitettiin  menetelmä, jolla nanopartikkelien hajontaa voidaan käyttää myös fotonipinnoitteina säätämällä tarkasti pinnoitteen paksuutta, ja siten valon väriä ja absorptiota eri aallonpituuksilla.  Keksintö perustuu uuteen menetelmään, jossa ohuet ligniinin nanohiukkaskalvot pysyvät läpinäkyvinä lasille levitettäessä.

Mullistavan keksinnön myötä ligniiniä voidaan käyttää optisissa sovelluksissa, kuten väriä muuttavissa kalvoissa ja toisaalta esimerkiksi huurtumisenestopinnoitteissa sekä jatkossa sovelluksissa, kuten heijastamattomissa pinnoitteissa, antureissa ja autoissa.

Ligniini on polymeeri, jota on lähes kaikkien kasvien soluseinämissä. Puut ovat 20–30-prosenttisesti ligniiniä, joka on hyvin voimakas sideaine. Ligniini on myös tunnetusti ollut vaikeasti hyödynnettävissä, muun muassa koska se on väriltään ruskeaa, ja toisaalta taas rakenteeltaan heterogeenistä eli kerroksellista.

Aalto-yliopiston tutkimus on osa Suomen Akatemian rahoittamaa FinnCERES lippulaivaohjelmaa (Competence center for materials bioeconomy). Tutkimus on julkaistu äskettäin Chemical Engineering Journal -lehdessä.

Lisää: Tutkimusartikkeli (LINKKI) Chemical Engineerin Journalissa sekä aiemmat Ligniinin akkukäyttöä käsitelleet uutiset (LINKKI) Uusiteknologia.fi:ssä.

Kuva: Ligniinin nanohiukkaset muodostavat värikkäitä pinnoitteita, kun ne levitetään monikerroksisiksi kalvoiksi. Kuva: Alexander Henn/Aalto-yliopisto.