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

FinnCERES vie materiaalien biotalouden uudelle tasolle

Teksti Juha Peltonen | Kuvat Antero Aaltonen | 22.10.2018

Suomessa on asukasta kohden Euroopan eniten biomassaa. VTT:n ja Aalto-yliopiston osaamiskeskittymä FinnCERES etsii ratkaisuja käyttää sitä uusiin, yllättäviinkin tuotteisiin. Niillä metsäteollisuuden tuotannon arvo voidaan jopa kaksinkertaistaa vuoteen 2030 mennessä.

​VTT:n ja Aalto-yliopiston yhteistyö biotaloudessa on jo vakiintunutta, mutta materiaalien biotalouden osaamiskeskittymä FinnCERES yhdistää tutkimuskeskuksen ja yliopiston resurssit uudella tavalla.

– Ensimmäistä kertaa yhdistämme resursseja tässä mittakaavassa. Yhteistyö nousee uudelle tasolle, Aalto-yliopiston Kemian tekniikan korkeakoulun professori Orlando Rojas sanoo.

Hän johtaa FinnCERES-osaamiskeskittymää Aallon puolelta, tutkimusprofessori Kristiina Kruus VTT:n puolelta. Lisäys 14.12.2018: VTT:n yhdyshenkilönä toimii 1.12.2018 lähtien tutkimusprofessori Tekla Tammelin.

Osaamiskeskittymä on saanut Suomen Akatemialta rahoituksen lippulaivahankkeelle, jonka on tarkoitus kestää kahdeksan vuotta. Viime keväänä uuden rahoitusinstrumentin kautta päätetty 9,5 miljoonan euron rahoitus kattaa hankkeen neljä ensimmäistä vuotta. Toisen nelivuotiskauden rahoitus perustuu väliarvioon ensimmäisen puoliskon tuloksista.

Hankkeen kokonaisrahoitus on 24 miljoonaa euroa. Hankesuunnitelman laatimiseen on osallistunut kymmeniä tutkijoita Aallosta ja VTT:ltä, mutta jo valmisteluvaiheessa mukana on ollut myös teollisuuden edustajia.

– Seuraamme tiiviisti teollisuuden tarpeita. Meidän on katettava koko polku tieteestä tuotteiksi, Kruus sanoo.

Lippulaivahankkeen kriteereinä ovat tieteellisen vaikuttavuuden ja tavoitteiden ohella yhteiskunnallinen vaikuttavuus.

– Lippulaivahanke on tärkeä koko Suomen taloudelle. Siinä haetaan tulevaisuuden ratkaisuja metsäteollisuuden tuotteille. Aihe on relevantti myös muille maille, Ruotsi ja Kanada investoivat siihen paljon. Suomelle on tärkeää olla mukana kilpailussa, Rojas sanoo.

Uutta lisäarvoa sellupohjaisilla tuotteilla

Metsäteollisuus on viidenneksen osuudellaan Suomen suurin vientisektori. Sen on kritisoitu perustuvan liiaksi alhaisen jalostusarvon tuotteiden, kuten sellun, vientiin.

– FinnCERES kehittää korkeamman lisäarvon tuotteita raaka-aineillemme. Myös aika on otollinen uusille ratkaisuille. Mikromuovit saastuttavat vesiä, ja lignoselluloosasta voimme tehdä biohajoavia pakkausmateriaaleja, Kruus toteaa.

Lignoselluloosa on uusiutuva luonnonvara. Sen ylivertaisia ominaisuuksia ovat lujuus, muokattavuus sekä kemiallinen ja terminen pysyvyys. Biohajoavana se on ennen kaikkea kestävän kehityksen mukainen.

Yllättäviäkin sovelluskohteita

Kasvipohjaista biomateriaalia pidetään tulevaisuuden muovina pakkauksiin, tekstiileihin ja suodattimiin, mutta sillä on futuristisiakin sovelluksia. Selluloosan käyttöä tutkitaan opto- ja nanoelektroniikassa sekä energian varastointiin ja puolijohteisiin sopivana materiaalina.

– Muovien korvaaminen on ollut paljon esillä, mutta teemme enemmän. Meillä on ideoita käyttää nanosellua puhdistamaan haitallisia aineita, kuten hormoneja ja karsinogeeneja, ilmasta ja vedestä. Nämä ovat isoja kaloja pyydettäviksi, joten ensin täytyy investoida perusteisiin, Kruus sanoo.

Hänen mukaansa biokomposiiteista uusia tuotteita saadaan markkinoille piankin, opto- ja nanoelektronisissa sovelluksissa kestää yli viisi vuotta.

– Ne ovat erittäin kiinnostavia, niissä on suuri tulevaisuus.

Optoelektroniset sovellukset perustuvat siihen, että nanosellu taittaa valoa ainutlaatuisella tavalla. Ominaisuudelle on paljon sovelluskohteita, esimerkiksi maaleissa ja pinnoitteiden valmistuksessa.

Suomen Akatemian rahoittama lippulaivahanke on osa VTT:n ja Aalto-yliopiston virtuaalista FinnCERES-osaamiskeskusta. Keskusta johtavat professorit Orlando Rojas Aallon puolelta ja Kristiina Kruus VTT:stä.

Luonnossa hajoava älyranneke?

Nanoelektroniikan sovelluksista Kruus ottaa esimerkin päälle puettavasta elektroniikasta.

– Urheilusuoritusta mittaavien älyrannekkeiden elinkaari on tyypillisesti lyhyt. Olisi etu, jos niiden materiaali olisi kierrätettävää ja biohajoavaa. Ideana on korvata öljypohjaiset puolijohteet sellulla, hän sanoo.

Myös professori Rojas sanoo osaamiskeskuksen tavoittelevan sekä pienemmän volyymin ja korkea lisäarvon että suuren volyymin ja alhaisemman lisäarvon tuotteita.

– Lippulaivahanke on ajatushautomo koko materiaalibiotaloudelle. Se on tiedon työhevonen ja katalyytti muuhun tutkimukseen, mutta kokonaisuus on laajempi. Uskomme, että kahdeksassa vuodessa voimme puolitoistakertaistaa alan tutkimuksen Suomessa, Rojas sanoo.

Osana FinnCERES-ekosysteemiä lippulaivahanke tuottaa perustietoa, jota spin off –yritykset ja olemassa olevat teollisuusryhmän yritykset voivat hyödyntää. Rojas kertoo mukana olevan metsäteollisuuden lisäksi myös elintarvike- ja it-sektorin yrityksiä.

– Alkuvaiheessa hanke keskittyy perustietoon, vaikuttavuus kasvaa ajan myötä. Luomme Suomeen uuden mallin operoida yliopiston, tutkimuslaitoksen ja yritysten kesken. Se on koko Pohjois-Euroopan mittakaavassa kiinnostava, hän sanoo.

Väliarvioinnissa lippulaivahankkeen onnistumista arvioidaan tieteellisten julkaisujen, keksintöjen, läpimurtojen ja uusien yritysten määrällä.

– Lupaamme kouluttaa opiskelijoita ja tutkijoita teollisuuden ja tulevaisuuden tarpeisiin. Emme tuota vain tietotaitoa, vaan myös osaavia tutkijoita, Rojas muistuttaa.

Uudet tuotteet edellyttävät uusia teknologioita

 Osaamiskeskus ei keskity vain uusien tuotteiden, vaan kokonaisten teknologioiden kehittämiseen. Puumateriaalien kohdalla suuri haaste on sellun ja ligniinin erottelu.

– Selluteollisuus tekee sitä päivittäin, mutta prosessi on optimoitu tietyn kuitutason saavuttamiseen. Tulevaisuudessa kaikki kolme lignoselluloosan pääpolymeeria; ligniini, hemiselluloosa ja selluloosa, täytyy voida erottaa jatkojalostuksen kannalta käyttökelpoisessa muodossa, Kruus sanoo.

Selluloosaa voidaan tyypillisesti käyttää kuituna paperissa ja pakkauskartongeissa. Niin ikään sokeriyksiköistä koostuva pitkä ja muokkautumiskykyinen hemiselluloosa on kemialtaan monipuolisempi polymeeri, jolle olisi käyttökohteita sakeuttamisaineina, pakkauskalvoina ja emulgointiaineina.

Tutkimustuloksista kaupallisiin tuotteisiin

VTT:n ja Aalto-yliopiston elokuun lopulla allekirjoittamalla yhteistyösopimuksella FinnCERES-ekosysteemin perustamisesta pyritään myös tehostamaan hankkeen tulosten kaupallista hyödyntämistä.

– Olemme kiinnostuneita kehittämään tuloksemme tuotteiksi asti, ja hyödyttämään teollisuutta ja suomalaista yhteiskuntaa. Siihen liittyy myös kansainvälinen yhteistyö. Kaikki mukana olevat yritykset eivät välttämättä ole suomalaisia, sillä emme halua rajoittua maantieteellisesti. Tänään suomalainen yhtiö voi olla huomenna jotakin muuta, Kruus toteaa.

FinnCERES tukee Suomen kansallisen biotalousstrategian toteuttamista. Sen tavoitteena on luoda maahan sata tuhatta uutta työpaikkaa ja 40 miljardia euroa uutta liikevaihtoa vuoteen 2025 mennessä.

 

 

VTT Impulssihttps://www.vtt.fi/ImpulssiVTT Impulssi
Biotalous ja kiertotaloushttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Biotalous-ja-kiertotalous.aspxBiotalous ja kiertotalous
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
Palvelut PK-yrityksillehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Palvelut-PK-yrityksille.aspxPalvelut PK-yrityksille
Terveys ja hyvinvointihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Terveys-ja-hyvinvointi.aspxTerveys ja hyvinvointi
Liiketoiminnan kehittäminenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Liiketoiminnan-kehittäminen.aspxLiiketoiminnan kehittäminen
Kestävät ja älykkäät yhteisöthttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kestävät-ja-älykkäät-yhteisöt.aspxKestävät ja älykkäät yhteisöt
Impulssi 2/2018https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2018.aspxImpulssi 2/2018
Solar Foods Oy: Räätälöityä ravintoa avaruustutkimuksen malliinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Solar-Foods-Oy-Raataloitya-ravintoa-avaruustutkimuksen-malliin.aspxSolar Foods Oy: Räätälöityä ravintoa avaruustutkimuksen malliin
Tulevaisuuden uudet selluloosatuotteet ja niiden sovelluksethttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tulevaisuuden-uudet-selluloosatuotteet-ja-niiden-sovellukset.aspxTulevaisuuden uudet selluloosatuotteet ja niiden sovellukset
Optinen isotooppispektroskopia: Yhä tarkempia tietoja tutkimuskohteestahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Optinen-isotooppispektroskopia-kehittynyt-merkittavasti.aspxOptinen isotooppispektroskopia: Yhä tarkempia tietoja tutkimuskohteesta
Uudet puupohjaiset materiaalit apuna muovijätteen vähentämisessähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Uudet-puupohjaiset-materiaalit-apuna-muovijätteen-vähentämisessä.aspxUudet puupohjaiset materiaalit apuna muovijätteen vähentämisessä
Ikäteknologia arjen apuna ja turvanahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ikäteknologia-arjen-apuna-ja-turvana.aspxIkäteknologia arjen apuna ja turvana
Kalasatamasta älykkään energian mallialuehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kalasatamasta-alykkaan-energian-mallialue.aspxKalasatamasta älykkään energian mallialue
Mallinnuksen ja simuloinnin hyödyntäminen uusissa voimalaitoskonsepteissahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mallinnuksen-ja-simuloinnin-hyodyntaminen-uusissa-voimalaitoskonsepteissa.aspxMallinnuksen ja simuloinnin hyödyntäminen uusissa voimalaitoskonsepteissa
Matti Apunen: Meillä ei ole varaa olla ilman robottejahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Meilla-ei-ole-varaa-olla-ilman-robotteja.aspxMatti Apunen: Meillä ei ole varaa olla ilman robotteja
Pekka Soinin Business Finland on yritysten ”kansainvälistymiskanava”https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Pekka-Soinin-Business-Finland-on-yritysten-kansainvalistymiskanava.aspxPekka Soinin Business Finland on yritysten ”kansainvälistymiskanava”
Suomi on pidettävä houkuttelevanahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomi-on-pidettava-houkuttelevana.aspxSuomi on pidettävä houkuttelevana
VTT:n spinno GrainSense tuo laboratorion maanviljelijän kouraanhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/VTTn_spinno_GrainSense_tuo_laboratorion-maanviljelijan-kouraan.aspxVTT:n spinno GrainSense tuo laboratorion maanviljelijän kouraan
Kaikki katseet uudistumiseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kaikki-katseet-uudistumiseen.aspxKaikki katseet uudistumiseen
Ydinvoimalla ilmastonmuutosta vastaanhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ydinvoimalla-ilmastonmuutosta-vastaan.aspxYdinvoimalla ilmastonmuutosta vastaan
5G:n avulla liikenneturvallisuus uudelle tasollehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/5Gn-avulla-liikenneturvallisuus-uudelle-tasolle.aspx5G:n avulla liikenneturvallisuus uudelle tasolle
Impulssi 1/2017https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-1-2017.aspxImpulssi 1/2017
Impulssi 2/2016https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2016.aspxImpulssi 2/2016
Impulssi 2/2017https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Impulssi-2-2017.aspxImpulssi 2/2017
Laitteet kämmenen kokoisiksihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Laitteet-kammenen-kokoisiksi.aspxLaitteet kämmenen kokoisiksi
Liiketoimintaa liikenteeseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Liiketoimintaa-liikenteeseen.aspxLiiketoimintaa liikenteeseen
Suomi on hyvä investointihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Suomi-on-hyva-investointi.aspxSuomi on hyvä investointi
Mitä ja miten tulevaisuudessa syödään?https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mita-ja-miten-tulevaisuudessa-syodaan.aspxMitä ja miten tulevaisuudessa syödään?
Autonomiset järjestelmät yleistyvät teollisuudessa nopeastihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Autonomiset-jarjestelmat-yleistyvat-teollisuudessa-nopeasti.aspxAutonomiset järjestelmät yleistyvät teollisuudessa nopeasti
Infinited Fiber tuo muutoksen tekstiiliteollisuuteenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Infinited-Fiber-tuo-muutoksen-tekstiiliteollisuuteen.aspxInfinited Fiber tuo muutoksen tekstiiliteollisuuteen
Tulevaisuuden sensorihttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tulevaisuuden-sensori.aspxTulevaisuuden sensori
Uudenlaista liiketoimintaa selluloosastahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Uudenlaista-liiketoimintaa-selluloosasta.aspxUudenlaista liiketoimintaa selluloosasta
Autonominen maailma on jo täällähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Autonominen-maailma-on-jo-taalla.aspxAutonominen maailma on jo täällä
Digitaaliset ekosysteemit valtaavat alaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitaaliset-ekosysteemit-valtaavat-alaa.aspxDigitaaliset ekosysteemit valtaavat alaa
Mitä kuuluu Australiaan?https://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Mita-kuuluu-Australiaan.aspxMitä kuuluu Australiaan?
LEO tuo älyä sylintereihinhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/LEO-tuo-alya-sylintereihin.aspxLEO tuo älyä sylintereihin
Automaatiolla älykkyyttä liikenteeseenhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Automaatiolla-alykkyytta-liikenteeseen.aspxAutomaatiolla älykkyyttä liikenteeseen
Ihmisten jäljillähttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ihmisten-jaljilla.aspxIhmisten jäljillä
Selluloosakuitu herättää vanhan puuvillatekstiilin uuteen eloonhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Selluloosakuitu-herattaa-kaytetyn-puuvillatekstiilin-uuteen-eloon.aspxSelluloosakuitu herättää vanhan puuvillatekstiilin uuteen eloon
Tulevaisuuden arkkitehdit asiallahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Tulevaisuuden-arkkitehdit-asialla.aspxTulevaisuuden arkkitehdit asialla
Automaatio antaa paketille siivethttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Automaatio-antaa-paketille-siivet.aspxAutomaatio antaa paketille siivet
Fuusiosta kestävä ratkaisu energiapulaanhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Fuusiosta-kestävä-ratkaisu-energiapulaan.aspxFuusiosta kestävä ratkaisu energiapulaan
Digitalisoimalla biotalous uudelle tasollehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Digitalisoimalla-biotalous-uudelle-tasolle.aspxDigitalisoimalla biotalous uudelle tasolle
Ilman hiilidioksidista raaka-aine polttoaineisiin, kemikaaleihin ja ruokaanhttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Ilman-hiilidioksidista-raaka-aine-polttoaineisiin-kemikaaleihin-ja-ruokaan.aspxIlman hiilidioksidista raaka-aine polttoaineisiin, kemikaaleihin ja ruokaan
Robotiikka – monien mahdollisuuksien tekniikkaahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Robotiikka-–-monien-mahdollisuuksien-tekniikkaa.aspxRobotiikka – monien mahdollisuuksien tekniikkaa
Vanha ydintutkimusreaktori poistetaan käytöstä – uusi ydinturvallisuustalo rakenteillahttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/FiR-1-tutkimusreaktori-poistetaan-kaytosta.aspxVanha ydintutkimusreaktori poistetaan käytöstä – uusi ydinturvallisuustalo rakenteilla
Ketterä ja nopea Ponssehttps://www.vtt.fi/Impulssi/Pages/Kettera-ja-nopea-Ponsse.aspxKetterä ja nopea Ponsse