Biotalouden tulevaisuuden tekijät osa 8: Mikromuovien kaappausta nanoselluloosalla
Blogi - Julkaistu 21.12.2021
VTT:n tutkija Ilona Leppänen on kehittänyt nanoselluloosasta ratkaisun mikromuoviongelmaan.
Öljyperäisen muovin käyttö on johtanut globaalisti merkittävään ympäristöongelmaan, jonka laajuutta on vasta hiljattain alettu ymmärtää. Luontoon joutuessaan muovi hajoaa liukenemattomiksi mikro- ja nanomuovipartikkeleiksi. Esimerkiksi merivedessä on jokaista kuutiota kohti jopa 8 miljoonaa mikromuovipartikkelia. Euroopan kemikaalivirasto ECHA:n määritelmän mukaan mikromuoviksi lasketaan kaikki alle 5 millimetrin kokoiset muovipartikkelit.
Vielä pienempien nanohiukkasten koko taas lasketaan nanometreissä, jotka ovat pituudeltaan metrin miljardisosa. Pienenpienen kokonsa vuoksi nämä muovihiukkaset löytävät tiensä kaikkialle elinympäristöömme, eikä niitä osata nykytekniikalla poistaa vedestä. Viimeisten tutkimusten mukaan hajonnutta muovia on merien ja vesistöjen lisäksi muun muassa sadevedessä, kaloissa, hedelmissä, hengitysilmassa, juomavedessä ja jopa äidin ja sikiön välisessä istukassa.
Hygroskooppinen nanoselluloosa
Tutkijat ympäri maailmaa yrittävät löytää ratkaisuja tähän ongelmaan. Yksi heistä on suomalainen Ilona Leppänen, joka yhdessä professori Tekla Tammelinin johtaman tutkimusryhmän kanssa VTT:lla on tarttunut haasteeseen. He ovat kehittäneet menetelmän, jossa nanoselluloosakalvon avulla voidaan havaita ja sitoa mikromuovia vedestä. Nanoselluloosa on nanofibrilleiksi hienonnettua puuainesta, jolla on monta hämmästyttävää ominaisuutta. Yksi niistä on sen ilmiömäinen kyky imeä kosteutta itseensä. Tässä tapauksessa nanoselluloosakalvo muodostaa erittäin hienon verkon, joka mahdollistaa veden virtaamisen ja imeytymisen samalla kun muovihiukkaset jäävät kiinni kalvon huokoiseen rakenteeseen ilman painetta tai kemikaalien käyttöä. Sen lisäksi, että kalvoa voi tulevaisuudessa hyödyntää vedenpuhdistuslaitoksissa tai esimerkiksi pesukoneiden suodattimissa, on hiukkasten havaitsemismenetelmä itsessään merkittävä keksintö.
Laboratoriosta maailmalle
Leppäsen tutkimus on jo saanut paljon huomiota kansainvälisessä lehdistössä ja hiljattain se julistettiin voittajaksi ”From Lab to Business Idea” ForestBioPitch -kilpailussa. Kilpailun järjestivät Puunjalostusinsinöörit ry, FinnCERES-lippulaivahanke, VTT sekä startup-kiihdyttämö Kiuas. Myös Euroopan paperiteollisuuden liitto CEPI on huomioinut tärkeän tutkimuksen. Se palkitsi Ilona Leppäsen yhtenä kolmesta nuoresta tutkijasta vuosittaisessa Blue Sky Young Research & Innovation Award -kilpailussa.
Kestävän biotalouden, kiertotalouden ja erityisesti biomateriaalien tutkimuksen alalla tehdään juuri nyt Suomessa paljon uraauurtavaa tutkimusta. Leppäsen tutkimusaihe on hyvä esimerkki siitä, miten mittaviinkin haasteisiin voi löytyä ratkaisu laboratoriosta, kovan työn ja tieteen avulla. Leppäselle tämä on selkeästi osa tutkijan työn merkityksellisyyttä.
”Tällä alalla ei tarvitse miettiä, miksi tulee aamulla töihin. Tavoitteena on ratkaista isoja globaaleja ongelmia, ja kyllähän se motivoi”, kiteyttää Leppänen.’
Mikromuovin kaappausta nanoselluloosalla from Fotoni Film – Photino Science on Vimeo.
Agenda2030
Mikro- ja nanomuovien kerääntyminen vesistöihin, ilmaan ja jopa ihmiskehon kudoksiin on valtava globaali ympäristöongelma, johon tutkijat ympäri maailmaa yrittävät kehittää ratkaisuja. Suomalaisen tutkimusryhmän tekemä työ mikromuoveja tunnistavan ja sitovan nanoselluloosapohjaisen kalvon kehittämiseksi voi hyvinkin olla yksi niistä. Tutkimus edistää siten YK:n kestävän kehityksen tavoitteita 3, 6 ja 14, joissa muun muassa tähdätään maan, ilman ja merten saastumisen vähentämiseen terveyden suojelemiseksi (3) sekä, vesistöjen, merten ja rannikkoalueiden ekosysteemien suojeluun (6 ja 14).
Lue lisää artikkeleita samasta kestävän kehityksen tavoitteesta:
Biotalouden tulevaisuuden tekijät
Biotalouden tulevaisuutta rakennetaan nyt. Tässä blogisarjassa esittelemme kestävän kierto- ja biotalouden uraauurtavaa tutkimusta sekä tutkijoita sen taustalla. Miten synteettinen biologia, uuden sukupolven biomateriaalien tutkimus ja korkeamman jalostusarvon uudet lignoselluloosapohjaiset ratkaisut pohjustavat tietä kestävämpään tulevaisuuteen? Tervetuloa kulisseihin tapaamaan loistavia nuoria tutkijoitamme, jotka työskentelevät ratkaistakseen aikamme polttavimpia kysymyksiä.