35 vuotta - Kemia-lehti

Parin millimetrin pituiset, 30–40 mikrometriä paksut sellukuidutkoostuvat säikeistä eli fibrilleistä ja ne mikrosäikeistä.Ytimessä ovat selluloosamolekyyleistä koostuvat nanofibrillit,jotka ovat pituudeltaan mikrometrin luokkaa ja halkaisijaltaan5–30 nanometriä. Molekyylit muodostavat nanosäikeeseensekä kiteisiä että kiteettömiä eli amorfisia alueita.Säikeistä tai kiteistäNanoselluloosaa voidaan valmistaakahdessa eri muodossa. Kun sellukuituhajotetaan jauhamalla se mekaanisestijoko entsyymikäsittelyn kanssa taiilman sitä, tuloksena on nanosäikeistäsellua.Säikeet kiinnittyvät toisiinsa vetysidoksin,joten amorfisessa muodossaannanosellu on vahvaa ja pintoihin hyvinkiinnittyvää. Kun veteen lisätään pariprosenttia säikeistä nanosellua, syntyyhyytelömäinen seos. Suomessa keskitytäännanosellun säiemuotoon.Jos taas sellukuitu hajotetaan hydrolyysillavahvan hapon avulla, saadaan aikaankuitukidekimppuja. Ne voidaan hajottaaedelleen ultraäänellä yksittäisiksinanokiteiksi eli nanokiteiseksi selluksi.Nanokiteet ovat yhtä lujia kuin terässäikeet.Kun paperikuitujen pinta-ala onnoin neljä neliömetriä grammaa kohti,nanokiteillä se on hyvin suuri: 400–700neliötä. Ominaisuudet tekevät nanokiteisestäsellusta erinomaisen komposiittimateriaalinvaikkapa luotiliivejä varten.Nanokiteistä sellua tutkitaan erityisestiPohjois-Amerikassa.Jari KoponenOngelma on myös se, että sellua tarvitaanuseampaa eri lajia ja puhtausastetta.Tulevaisuuden tuotantolaitoksen tuleeolla niin joustava, että se kykenee palvelemaanerilaisia loppukäyttäjiä.Suurkäyttäjiksi odotetaan paperinvalmistajia.Nanosellua voidaan hyödyntääpäällystysaineena, joka antaa lopputuotteellelujuutta; ruotsalaiset ehtivät jo viimekesänä esitellä laboratoriossa tekemänsämaailman lujimman paperin.Tavallisen sellun lisäaineena nanosellumahdollistaa hyvin ohuiden ja märkäkestävienpaperilaatujen valmistamisen.Komposiittimateriaalina esimerkiksimuovin kanssa nanosellu säästää uusiutumattomiaraaka-aineita. Elintarvike- jakosmetiikkateollisuus voivat hyödyntäänanosellun hyytelöitymisominaisuuksia,lääketeollisuudessa sille on potentiaaliatablettien pinnoitteena.Kirjoittaja on nanoteknologiaan erikoistunutkemisti ja vapaa toimittaja.Päivi IkonenMetsäteollisuus murroksessaMaailmanlaajuinen talouskriisi koettelee Suomen metsäteollisuutta, jota ovatviime vuosina rasittaneet myös energiakustannusten kasvu, puu- ja kuitupulasekä liiketoimintaympäristön muutokset.Euroopassa alalla on ylituotantoa ja alhainen hintataso. Tropiikissa puuplantaasienkylkeen rakennetut tuotantolaitokset supistavat täkäläisiä vientimahdollisuuksia.Alan teollisuuden voitot ennen veroja ja osinkoja ovat romahtaneet vuosituhannenvaihteen 3–5 miljardista viime vuosien 0,1–1 miljardiin euroon, eikä pohjaa ole vielätavoitettu. Muutosta tarvitaan kipeästi, mutta alan äärimmäinen pääomavaltaisuusja tuotantoprosessien minimaalinen joustavuus edellyttävät pitkää valmistelua.Muutostarpeeseenkin herättiin hitaasti. Yhdysvalloissa, Kanadassa, Japanissa jaRuotsissa ymmärrettiin paljon aikaisemmin, että puusta täytyy jalostaa kannattavampiakintuotteita kuin sellua ja paperia.Stora Enson eläköityvä varatoimitusjohtaja Hannu Ryöppänen myönsi helmikuisessaSkogsbrukets vinterdagar -tapahtumassa, että meillä on havahduttu 10vuotta myöhässä. Valtiosihteeri Raimo Sailaksen johtama paperiteollisuuden tulevaisuustyöryhmäkäänei vielä vuonna 2006 nähnyt alalla kriisin merkkejä.Tositoimiin 2006Käänne kuitenkin tapahtui samana vuonna, kun Tekesin FinNano-ohjelman yhteyteenperustettiin metsäteollisuuden teemaryhmä, joka julkisti alan ensimmäisennanoteknologiavision. Visio päivitettiin vuonna 2008.Teemaryhmästä muodostui maamme ensimmäinen SHOK eli strateginen huippuosaamiskeskittymä,joka vuonna 2007 yhtiöitettiin Metsäklusteri Oy:ksi. Yhtiössäon mukana korkeakouluja, tutkimuslaitoksia ja yrityksiä, ja sen tehtävänä on alantutkimusohjelmien käynnistäminen ja rahoituksen kanavoiminen.Uusi järjestely on myös viime vuonna Espoon Otaniemeen muodostettu Nanoselluloosakeskus.Tänä vuonna Keskuslaboratorion tutkimus- ja laboratoriotoiminnotyhdistetään VTT:hen, jolloin syntyy maailmanluokan keskittymä tutkimaan puunuusia käyttömuotoja.Kemia-Kemi Vol. 36 (2009) 243