Puukappaleiden toisiinsa sulauttamista ilman liimaa, selluloosa-asetaatteja suodattimiin ja erilaisiin kalvoihin, selluloosapohjaisia tekstiilikuituja. Tällaisten ehkä tulevaisuudessa maailmaa mullistavien tuotteiden valmistuksessa tarvitaan Helsingin yliopiston kemian professori Ilkka Kilpeläisen ja hänen tutkijakollegoidensa Alistair Kingin ja Jussi Helmisen kehittelemiä ionisia liuottimia.
Kolmikko perusti maaliskuussa 2019 yrityksen, Liuotin group Oy:n, jonka tarkoitus on alkaa valmistaa liuottimia muun muassa Aalto-yliopiston pilottituotantolinjan ja myöhemmin mahdollisesti myös suurten teollisuuslaitosten tarpeisiin.
– Yrityksemme on mahdollistaja. Haluamme taata, että tarpeen tullen näitä liottimia on tarjolla kohtuulliseen hintaan. Nyt tällaista liuotinta on markkinoilla kaupan noin 4 000 euron kilohintaan. Monia parhaiten toimivia ioniluottimia ei edes ole kaupallisesti saatavilla. Me aiomme painaa hinnan murto-osaan tästä, ehkä noin kymmeneen euroon, Kilpeläinen selittää.
Koko kansalle puupalttoot?
Liuottimiin liittyvistä keksinnöistä kaikkein lähimpänä teollista tuotantoa on nimenomaan tekstiilikuitu Ioncell, jota Helsingin yliopiston tutkijat ovat kehitelleet yhdessä Aalto-yliopiston tutkijoiden kanssa.
Liuottimien avulla tekstiilikuitua voi valmistaa puusta tai vaikkapa vanhoista sanomalehdistä.
– Varsinkin isot suomalaiset teollisuusyritykset ovat olleet erittäin kiinnostuneita puupohjaisen tekstiilikuidun valmistamisesta. Samoin esimerkiksi sellaiset tekstiilien käyttäjät kuten Ikea ja H&M ovat innostuneet menetelmästä, Kilpeläinen sanoo.
Selluloosakuidussa kiinnostaa etenkin sen ekologisuus. Se on vaihtoehto puuvillalle, jonka viljely vaatii runsaasti vettä ja vie tilaa ravinnontuotannolta. Selluloosakuidun valmistaminen on ympäristövaikutuksiltaan samaa luokkaa kuin tavallisen paperin valmistus.
Kilpeläinen arvioi, että jos asiat etenevät nopeasti, tekstiilikuitua valmistava tehdas voisi toimia jo 3-4 vuoden päästä. Toisaalta voi käydä niinkin, että kuitua ei koskaan aleta valmistaa teollisesti ja koko kansan puupalttoot jäävät vain haaveeksi.
Professorin mukaan teollisen tuotannon tiellä on vielä ongelmia, joihin tutkijat etsivät vastauksia. Yksi tällainen kysymys on liuottimen kierrätettävyys. Kuidun valmistuksessa käytetty liuotin ei saa mennä hukkaan, vaan se pitää kerätä talteen ja käyttää yhä uudestaan ja uudestaan. Valmiiseen kuituun liuotinta ei myöskään saa jäädä.
– Olemme saaneet kierrätyksen toimimaan, mutta sen pitää toimia vieläkin paremmin, Kilpeläinen kertoo.
Tekstiilikuitutehtaat valmistaisivat todennäköisesti myös suodattimissa ja kalvoissa käytettävää selluloosa-asetaattia, sillä sitä voidaan helposti valmistaa sivutuotteena.
Puiden liimaamista ilman liimaa
Puukappaleiden liittäminen toisiinsa ionisten liuottimien avulla voisi mullistaa puurakentamista.
– Ioninen liuotin tavallaan hitsaa puukappaleet yhteen. Puun pinnalle sivelty liuotin pehmentää pinnan selluloosan ja lingiinin. Yhteen painetut puukappaleet sulautuvat yhteen, kun liuotin otetaan talteen. Liitoskohta on lujempi kuin paraskaan tavallisesti liimattu liitos, eikä kosteus vaikuta sauman lujuuteen, sillä sauma elää samalla tavalla kuin puu. Yhteen liitetty puupalikka voidaan vaikka keittää ilman että lujuus kärsii, Kilpeläinen selittää.
Tämän sovelluksen kaupalliseen tuotantoon on vielä matkaa. Liuottimen kierrätystä ja teollisen prosessin sujuvuutta täytyy vielä kehittää, ennen kuin tällainen uudenlainen puukappaleiden liittäminen yhteen teollisessa mittakaavassa on mahdollista.
Yritys vakaalla pohjalla
Kilpeläinen kertoo, ettei hän ole pohtinut oman yrityksen perustamista useimpien aiempien keksintöjensä ympärille.
– Kemian alalla uuden yrityksen perustaminen vaatii isoja pääomainvestointeja ja tarkkaa paneutumista juridiikkaan. Pienetkin laitteistot maksavat satoja tuhansia euroja. Jos tällaiseen ryhtyy, pitää olla varma, että se kantaa, hän sanoo.
Liuotin group Oy on hänen mukaansa vakaalla pohjalla. Ionisille liuottimille on vastaisuudessa kysyntää ainakin sen verran, että pienimuotoinen yrittäminen kannattaa.
– Mahdollisuudet on myös suureen kasvuun. Kasvua tulee, jos sovellukset etenevät teolliseen tuotantoon asti, Kilpeläinen pohtii.
Kolmikko on kerännyt yritykselle tarvittavan sijoituspääoman. Investoimaan yritys alkaa vasta, kun se saa ensimmäiset tilauksensa.
Tuotantotila rakennetaan yliopiston ulkopuolelle.
Helsingin yliopistolla on optio tulla mukaan yrityksen yhdeksi omistajaksi. Päätöksen yliopisto tekee ennen kesää.
Kilpeläinen kollegoineen on kehitellyt ionisia liuottimia reilun kymmenen vuoden ajan. Muutama vuosi sitten tutkimuksissa tuli läpimurto, kun tutkijat saivat kehitettyä kierrätettäviä, kemiallisesti pysyviä ja myrkyttömiä liuottimia.
Lue myös:
- Mikä ihme on ionineste ja mitä sillä voi tehdä? Ainakin vaatekuitua, liimatonta liimaa ja mikromuovien korvaajia
- Jenni Haukio pukeutui itsenäisyyspäivän juhlavastaanotolla ekologisesta Ioncell-kuidusta valmistettuun pukuun
Lisätietoja:
Professori Ilkka Kilpeläinen, ilkka.kilpelainen@helsinki.fi, 0294150359