Sign In
Uutta tietoa huipputeknologiasta ja sen hyödyntämisestä, tietoa tulevaisuuden ratkaisuista ja palveluista päätöksenteon tueksi ja liiketoiminnan kehittämiseen. Kohdistettu VTT:n kumppaneille, asiakkaille sekä huipputeknologiasta ja sen sovelluksista kiinnostuneille.
Julkaisu tieteestä, teknologiasta ja liiketoiminnasta

biomateriaalit.JPG

Biomateriaali taipuu moneksi – myös designkuulokkeiksi

Teksti: Tarja Rannisto I Kuvat: Antero Aaltonen | 22.11.2019

VTT kehittää uusia teknologioita materiaalien valmistamiseen mikrobien avulla. Perinteisesti biotekniikkaa on hyödynnetty kemikaalien, biopolttoaineiden sekä lääkkeiden valmistuksessa. Uusi aalto on nyt materiaalien valmistus mikrobien avulla.

Paljon puhutaan siitä, kuinka pitäisi siirtyä pois öljypohjaisista materiaaleista kestävän kehityksen mukaisiin ratkaisuihin, joista ei synny luontoa kuormittavaa mikromuovia. Siksi VTT:llä päätettiin katsoa, miten luonto toimii ja valmistaa omia rakennusmateriaalejaan.

– Luonnossa mikrobit ovat olennaisia biomassan hajottamisessa, tuottaen samalla muun muassa erilaisia biopolymeerejä.  Projektissamme biotekniikalla onkin suuri rooli juuri siinä, kuinka mikrobeja voidaan hyödyntää ja valmistaa niiden avulla ihmisille hyödyllisiä käyttömateriaaleja, kertoo VTT:n erikoistutkija Géza Szilvay Korvaa_projektista, jossa tutkittiin, kuinka luonnosta saadaan biomateriaalia tuotekehitykseen.

Tuloksena syntyi luonnonmateriaaleista kehitetyt kuulokkeet.

Kuulokkeissa elektroniikka on edelleen elektroniikkaa, mutta muut osat on valmistettu erilaisista mikrobeilla synteettisesti valmistetuista biomateriaaleista.

– Kuulokkeiden pantaosa on tehty biopohjaisesta ja biohajoavasta PLA-muovista, kertoo Szilvay.

Mikrobeilla voi tuottaa monia muitakin biomuoveja. VTT hyödyntää kehittämäänsä prosessia, jossa hiivan avulla saadaan uusiutuvista raaka-aineista maitohappoa ja edelleen PLA-muovia.

Sienirihmasto avuksi

Szilvayn mukaan PLA-muovi saatiin 3D-tulostustekniikan avulla oikeaan muotoonsa kuulokkeita varten.  

Kuulokkeiden pehmusteen päällysosassa on hyödynnetty sienirihmastoa, joka on Szilvayn mukaan melko uusi materiaali. Sienirihmasto muodostaa nahkamaisen maton, josta saadaan nahan tuntuista korviketta. Kuulokkeessa on lisäksi kalvo, joka valmistettiin mikrobeilla tuotetusta silkkiproteiinista.

– Biosynteettisen silkkikalvon proteiini muistuttaa hämähäkin seitin proteiineja, jota valmistimme mikrobeilla hyödyntäen hämähäkin silkkiproteiinien geenejä. Näin voimme kemiallisesti kontrolloida silkkiproteiinin tuotantoa ja prosessoida se kalvoksi, kertoo VTT:n tutkija Pezhman Mohammadi.

Hämähäkinsilkki on hyvin sitkeä biopolymeeri ja siten kestävämpi kuin useimmat raakaöljypohjaiset synteettiset polymeerit, hän lisää. 

Varsinaisessa pehmusteessa on hyödynnetty hyvin kestäviä vaahtoja muodostavia sienen proteiineja. Vaahtoa on käytetty tukirakennelmana selluloosalle.  

Kuulokkeiden ulommainen osa on puolestaan biokomposiittia, joka on valmistettu bakteerilla tuotetusta selluloosasta ja sienirihmastosta.

PLA-muovia on kaupallisesti saatavilla. Nyt myös hämähäkin silkkiproteiineja sekä sienirihmastosta valmistettavaa nahkamaista kangasta kehitetään laajempaan käyttöön. Mohammadin mukaan hämähäkinsilkkiä voidaan käyttää lääketieteessä sekä teollisuudessa:

– Näemme hämähäkkisilkille käyttöä muun muassa tekstiiliteollisuudessa, iskuja vaimentavissa materiaaleissa ja kirurgisissa kuiduissa.

Vastaus kiertotalouteen?  

Tutkijoiden mukaan Korvaa-kuulokkeilla haluttiin näyttää, mitä synteettisen biologian keinoin voidaan tehdä.  

– Valitsimme tuotteeksi juuri kuulokkeet siksi, että ne ovat paitsi nykyaikainen ja henkilökohtainen sekä myös haastava tuote, koska ne sisältävät erityyppisiä materiaaleja, Szilvay kertoo.

Vaikka konsepti on herättänyt laajaa kiinnostusta, Szilvayn mukaan kuulokkeet eivät välttämättä kuitenkaan etene kaupalliseen kehitykseen asti.

– On jo kiinnostavaa itsessään, mitä kaikkea voimme korvata bioteknisesti tuotetuilla materiaaleilla, kuten olemme Korvaa-kuulokkeilla osoittaneet. Toki olemme miettineet, kuinka tästä edetään ja saadaan lisää biomateriaaleja teolliseen käyttöön, hän pohtii.

Korvaa-tuotekehitysprojekti eteni nopealla aikataululla: Gézan mukaan kuulokkeet olivat valmiit noin kuuden kuukauden kuluttua idean syntymisestä. Projektissa VTT ja Aalto-yliopisto vastasivat materiaalien tuottamisesta, Aivan teollisesta muotoilusta ja Fotoni Film hankkeen dokumentoinnista ja kuvauksesta.

– Materiaalien työstäminen ja muotoilu valmiiksi tuotteeksi oli kiinnostavaa ja itselleni uutta, kuvailee Szilvay.

– Myös muotoilutoimisto Aivanille uutta oli se, että muotoilun lähtökohta oli kehitteillä olevat materiaalit. Valmis tuote suunniteltiin materiaalin ehdoilla – ei muotoilun.

Projektia ja kuulokkeissa käytettyjen materiaalien kehitystä ovat rahoittaneet Suomen Akatemian tieteen huippuyksikkö HYBER, Sitra, professori Merja Penttilän koordinoima rahoitus Jenny ja Antti Wihurin rahastolta ja Synbio Powerhouse -ekosysteemi, VTT sekä Jenny ja Sophie von Julinin säätiö.

KATSO VIDEO: Videolta näet, miten Korvaa-projektissa luotiin kuulokkeet biomateriaaleista (16.9.2019)

Korvaa_team2_m.jpg

 

 

VTT Impulssihttps://www.vtt.fi/ImpulssiVTT Impulssi
Kestävät ja älykkäät yhteisöthttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kestävät-ja-älykkäät-yhteisöt.aspxKestävät ja älykkäät yhteisöt
Vähähiilinen energiahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Vähähiilinen-energia.aspxVähähiilinen energia
Digitaalinen maailmahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitaalinen-maailma.aspxDigitaalinen maailma
Älykäs teollisuushttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Älykäs-teollisuus.aspxÄlykäs teollisuus
Liiketoiminnan kehittäminenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Liiketoiminnan-kehittäminen.aspxLiiketoiminnan kehittäminen
Biotalous ja kiertotaloushttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Biotalous-ja-kiertotalous.aspxBiotalous ja kiertotalous
Terveys ja hyvinvointihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Terveys-ja-hyvinvointi.aspxTerveys ja hyvinvointi
Palvelut PK-yrityksillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Palvelut-PK-yrityksille.aspxPalvelut PK-yrityksille
Impulssi 2/2018https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2018.aspxImpulssi 2/2018
Hulevedet puhtaiksi Leca-sorallahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Hulevedet-puhtaiksi-Leca-soralla.aspxHulevedet puhtaiksi Leca-soralla
Luotettavalla mittaustiedolla on olennainen rooli ilmastonmuutoksen hillitsemisessähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Luotettavalla-mittaustiedolla-on-olennainen-rooli-ilmastonmuutoksen-hillitsemisessä.aspxLuotettavalla mittaustiedolla on olennainen rooli ilmastonmuutoksen hillitsemisessä
Teknologiahypestä asiakasymmärrykseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Teknologiahypesta-asiakasymmarrykseen.aspxTeknologiahypestä asiakasymmärrykseen
Impulssi 2/2017https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2017.aspxImpulssi 2/2017
Tehdään totta biotaloudestahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tehdaan-totta-biotaloudesta.aspxTehdään totta biotaloudesta
Matti Apunen: Ongelma nimeltä huippuosaajahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Matti-Apunen-Ongelma-nimelta-huippuosaaja.aspxMatti Apunen: Ongelma nimeltä huippuosaaja
Nopeammin parempia tuotteita markkinoillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Nopeammin-parempia-tuotteita-markkinoille.aspxNopeammin parempia tuotteita markkinoille
Plasmakäsittely kirittää materiaalikehitystähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Plasmakasittely-kirittaa-materiaalikehitysta.aspxPlasmakäsittely kirittää materiaalikehitystä
Yrittäjien velvollisuus on etsiä kasvuahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Yrittajien-velvollisuus-on-etsia-kasvua.aspxYrittäjien velvollisuus on etsiä kasvua
Tuottoa sijoituksillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tuottoa-sijoituksille.aspxTuottoa sijoituksille
Petri Kalliokoski: Tekoäly siirtyy sanoista tekoihinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Petri-Kalliokoski-Tekoaly-siirtyy-sanoista-tekoihin.aspxPetri Kalliokoski: Tekoäly siirtyy sanoista tekoihin
Wärtsilän Jaakko Eskola: Menestymme vain innovoinnilla ja uusiutumisellahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Wärtsilän-Jaakko-Eskolaä-Menestymme-vain-innovoinnilla-ja-uusiutumisella.aspxWärtsilän Jaakko Eskola: Menestymme vain innovoinnilla ja uusiutumisella
Kyberturvallisuuden puolesta monella rintamallahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kyberturvallisuuden-puolesta-monella-rintamalla.aspxKyberturvallisuuden puolesta monella rintamalla
Laitteet kämmenen kokoisiksihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Laitteet-kammenen-kokoisiksi.aspxLaitteet kämmenen kokoisiksi
Robottiautojen esiinmarssihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Robottiautojen-esiinmarssi.aspxRobottiautojen esiinmarssi
Suomi matkalla kohti vähähiilistä vuotta 2050https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tyhjä-artikkeli-3-numerolle-1.aspxSuomi matkalla kohti vähähiilistä vuotta 2050
Voiko ympäristöväittämiin luottaa?https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Voiko-ymparistovaittamiin-luottaa.aspxVoiko ympäristöväittämiin luottaa?
Voimaa potkurikehitykseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Voimaa-potkurikehitykseen.aspxVoimaa potkurikehitykseen
Matti Apunen: Ennen kuin tieto hukkuu numeroihinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ennen-kuin-tieto-hukkuu-numeroihin.aspxMatti Apunen: Ennen kuin tieto hukkuu numeroihin
Kun osaat mitata, osaat parantaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/MIKES-tekee-vaativia-mittauksia-teollisuuden-kayttoon.aspxKun osaat mitata, osaat parantaa
Muutosjohtamisen luova voimahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Muutosjohtamisen-luova-voima.aspxMuutosjohtamisen luova voima
Digitaaliset ekosysteemit valtaavat alaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitaaliset-ekosysteemit-valtaavat-alaa.aspxDigitaaliset ekosysteemit valtaavat alaa
Kyberturvallisuus vaatii muutakin kuin teknologiaosaamistahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kyberturvallisuus-vaatii-muutakin-kuin-teknologiaosaamista.aspxKyberturvallisuus vaatii muutakin kuin teknologiaosaamista
Maailmalla ei ole parempaa innovaatiomalliahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Maailmalla-ei-ole-parempaa-innovaatiomallia.aspxMaailmalla ei ole parempaa innovaatiomallia
Mahdollisuus piilee haasteissahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mahdollisuus-piilee-haasteissa.aspxMahdollisuus piilee haasteissa
Tositoimia Suomen nostamiseksihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tositoimia-Suomen-nostamiseksi.aspxTositoimia Suomen nostamiseksi
Kaivostoiminnasta kestävää ja hyväksyttäväähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kaivostoiminnasta-kestavaa-ja-hyvaksyttavaa.aspxKaivostoiminnasta kestävää ja hyväksyttävää
Kasvua ja uusia mahdollisuuksia piifotoniikassahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kasvua-ja-uusia-mahdollisuuksia-piifotoniikassa.aspxKasvua ja uusia mahdollisuuksia piifotoniikassa
SMACC – älyä koneisiinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/SMACC-alya-koneisiin.aspxSMACC – älyä koneisiin
Syntymäpäivälahja meiltä itsellemmehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Syntymapaivalahja-meilta-itsellemme.aspxSyntymäpäivälahja meiltä itsellemme
Erkki KM Leppävuori: Tehoa tutkimukseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tehoa-tutkimukseen.aspxErkki KM Leppävuori: Tehoa tutkimukseen
Vihreämpää elektroniikkaa panimomäskistä ja männynkuorestahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Vihreämpää-elektroniikkaa-panimomäskistä-ja-männynkuoresta.aspxVihreämpää elektroniikkaa panimomäskistä ja männynkuoresta
Energia-ala varautuu yhdessä kyberuhkiinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Energia-ala-varautuu-yhdessa-kyberuhkiin.aspxEnergia-ala varautuu yhdessä kyberuhkiin
Tua Huomo: Energiantuotanto ja -käyttö – fiksut valinnat vaikuttavathttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Energiantuotanto-ja-kaytto–fiksut-valinnat-vaikuttavat.aspxTua Huomo: Energiantuotanto ja -käyttö – fiksut valinnat vaikuttavat
Infinited Fiber tuo muutoksen tekstiiliteollisuuteenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Infinited-Fiber-tuo-muutoksen-tekstiiliteollisuuteen.aspxInfinited Fiber tuo muutoksen tekstiiliteollisuuteen
IPR edellä ulkomaillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/IPR-edella-ulkomaille.aspxIPR edellä ulkomaille
Riskienhallintaa mutkistuvassa maailmassahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Riskienhallintaa-mutkistuvassa-maailmassa.aspxRiskienhallintaa mutkistuvassa maailmassa
Viisi kysymystä ja vastausta innovaatioekosysteemeistähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Viisi-kysymysta-ja-vastausta-innovaatioekosysteemeista.aspxViisi kysymystä ja vastausta innovaatioekosysteemeistä
Tulevaisuuden kuluttajat ja kuluttajatutkijat kohtasivat makeathonissahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kuluttajat-ja-kuluttajatutkijat-kohtasivat-makeathonissa.aspxTulevaisuuden kuluttajat ja kuluttajatutkijat kohtasivat makeathonissa
Uudenlaista liiketoimintaa selluloosastahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Uudenlaista-liiketoimintaa-selluloosasta.aspxUudenlaista liiketoimintaa selluloosasta