Tulevaisuudessa: kypärät valmistetaan porkkanoista

Skotlannin materiaalitieteilijät David Hepworth ja Eric Whale etsivät älykkäitä tapoja käyttää uudelleen ruokajätettä, kun he huomasivat, miten nanohiukkaset saataisiin pois porkkanamassasta, porkkanamehun jäännöksistä. Porkkanoissa ja muissa juureksissa esiintyvä selluloosa, toisin kuin muut kuitumateriaalit, kuten puu tai puuvilla, on helppo erottaa muusta biojätteestä – ne uutetaan massasta.

Tiedemiehet kutsuvat materiaalia Curraniksi ja osoittavat, että sitä voitaisiin käyttää vaihtoehtona lasille tai hiilikuiduille. He sanovat, että se on lähes kaksi kertaa vahvempi ja hiukan kevyempi. Hepworth ja Whale perustivat vuonna 2007 Curran ja muiden kasviperäisten materiaalien kehittämiseen tarkoitetun CelluCompin.

CelluCompin toimitusjohtaja Christian Kemp-Griffin sanoo aloittaneensa porkkanoita, koska ne olivat halpoja ja helposti saatavilla. Pian he tajusivat, että porkkana-massa toimi todella hyvin ja että ne voisivat hyödyntää maatalouden jätteitä materiaalinsa lähteenä.

Kun Euroopan unioni myönsi rahaa testata materiaalia, CelluComp palkkasi EMPAn, Sveitsin liittovaltion materiaalitieteiden ja -teknologian laboratorioita, selvittämään parhaat keinot uuttaa nanofibrejä kasveista. Seuraavaksi kokeillaan työstää sokerijuurikasta. He totesivat, että älykkäin, ekologisesti vastuullisin nanokuitujen kuten Curranin käyttö olisi valmistaa urheiluvälineitä, erityisesti moottoripyöräilykypäröitä, joiden on oltava sekä vahvoja että kevyitä.

tulevaisuuden moottoripyöräkypärät voivat olla porkkanoita, ei hiiltä.

”Nanoselluloosalla on materiaaliominaisuuksia, joiden avulla se voi korvata joko lasin tai hiilikuidun nykypäivän uusiutuvalla nanokuidulla”, sanoo EMPAn tutkija Roland Hischier, joka on erikoistunut tuotteiden elinkaaren analysointiin. ”Hiilikuitu on uusiutumaton luonnonvara. Ennemmin tai myöhemmin joudumme miettimään kuinka korvata nämä materiaalit. ”

Kiinnostavin asia Curranissa on se, miten siihen voidaan käyttää ruokajätettä, josta on tulossa isompi ongelma Euroopassa, kun työmatkat ja päästöt. Hän ja muut EMPAn tutkijat arvioivat Curranin ympäristön jalanjälkeä ja kaupallista elinkelpoisuutta. Tutkimus oli osa ohjelmaa, joka rahoittaa kestävän kehityksen hankkeita kaikkialla EU: ssa. ”Euroopan yhteisö on viimeisten 5–6 vuoden aikana alkanut painottaa kestävän kehityksen asioita”, Hischier sanoo.

Nyt halutaan testata, onko Curranin kaltainen tuote todella jalostuskelpoinen markkinoille. EMPA kehitti tätä varten kolmivaiheisen prosessin. Ensinnäkin, onko kyseiselle materiaalille todella tarvetta? Onko sen kaava toistettavissa ja johdonmukainen laboratorion ulkopuolella? Ja lopuksi, onko se itse asiassa parannus, ympäristönäkökohtien kannalta, nykyisistä materiaaleista? Tämä on perustaso, ja EMPA pyrkii kehittämään kehyksen sille, miten uusi uusiutuva materiaali arvioidaan.

”Tässä oli tarkoituksena ensinnäkin nähdä, mikä voisi olla tällaisen uuden kuidun mahdollinen markkina-alue ekologisesta näkökulmasta, mutta myös taloudellisista ja teknisistä näkökulmista”, Hischier sanoo.

Silloin tulee mieleen kypärät. Analyysissaan EMPA totesi, että suojaavat urheiluvälineet, jotka tarvitsevat jäykkiä, vahvoja, kevyitä kuituja ja alhaisia taloudellisia yleiskustannuksia, olivat joitakin parhaita käyttökohteita Curranille. Hischier ja hänen tiiminsä tarkastelevat myös sen käyttökelpoisuutta esimerkiksi Surf -laudoissa ja asuntovaunujen ja -autojen eristämisessä. Haasteena on nyt materiaalin siirtäminen laboratoriosta tuotantoon ja sen varmistaminen, että se on edelleen ekologisesti älykäs myös suuremmassa mittakaavassa.

Ei ole järkevää kehittää materiaalia biojätteestä, jos sitä ei käytetä, tai jos sen valmistaminen käyttökelpoiseksi tuotteeksi vie enemmän energiaa kuin uusiutumaton vaihtoehto.