EVIGA MATERIAL
Virtuell utställning
Befolkningsökningen och den allt högre levnadsstandarden använder slut vår planets naturresurser om vi inte hittar alternativ – material som är förmånliga, finns i överflöd och kan återanvändas eller återvinnas.
Varje år konsumerar mänskligheten 1,6 gånger så mycket resurser som jordklotet hinner regenerera. Konsumtionen väntas fördubblas till år 2050.
VI KONSUMERAR FÖR MYCKET OCH PRODUCERAR FÖR MYCKET AVFALL:
100 miljoner fat: vår genomsnittliga oljeförbrukning varje dag.
300 miljoner ton plast varje år, varav mindre än 10 % återvinns.
Mätt i kilogram kan det finnas mer plast än fisk i haven år 2050. Livsmedelsförpackningar av plast är det vanligaste skräpet på våra stränder.
Mängden elektronikavfall ökade med 38 % åren 2010–2019, återvinningsgraden är under 20 %.
VÅRT MÅL: OÄNDLIGT ÅTERVINNINGSBART
Vid Aalto-universitetet forskar och experimenterar vi med nya material och nya produktionsmetoder.
I framtiden kan de här materialen ersätta syntetiska material, av vilka en del är hälsovådliga.
På den virtuella rundturen presenterar vi en del av de fascinerande biomaterialprojekt som förevisats på utställningen Eviga material.
Otnäs
FoamWood: Revolution med hållbara, starka och isolerande förpackningar?
Byggandets och näthandelns snabba tillväxt har ökat efterfrågan på plastbaserade bygg- och förpackningsmaterial.
Tänk om vi hade ett återvinningsbart alternativ? Aaltos forskare utvecklade ett träbaserat skummaterial som är lätt, hållbart och elastiskt, och naturligtvis återvinningsbart och bionedbrytbart.
I framtiden kunde det biobaserade skummaterialet ersätta styrox och bubbelplast, det kunde isolera byggnader – och, eftersom det är ätbart, kunde till och med livsmedelsindustrin använda det som råvara.
Skummaterialet kunde utnyttjas exempelvis i vindkraftverk, i skiktade isolerskivor, som substrat vid odling av livsmedel och i olika tillämpningar där det krävs slagtålighet, isolering och/eller låg vikt.
Materialet minskar mängden plastavfall, det är lätt att återvinna och förstöra på ett korrekt sätt.
Bilder: Anne Kinnunen
Från förbränningsavfall till skogarnas bruna guld
Lignin fungerar som bindemedel i trä, men det har varit besvärligt att hantera kemiskt, och därför har man vanligen eldat upp det som energi.
Aaltos forskare utvecklade en enkel och kostnadseffektiv metod för tillverkning av sfäriska ligninpartiklar. De kan ersätta fossila råvaror och giftiga kemikalier i till exempel lim och ytbeläggningar.
Uppfinningen är viktig från miljöns men också från lönsamhetens synvinkel, eftersom den kunde omvandla nästan en tredjedel av skogsindustrins materialflöde från energiavfall till värdefull råvara. Då skulle också skogs- och bioindustrins koldioxidutsläpp minska markant.
Lignin kunde ersätta tonvis med fossilbaserade ytbeläggningar och kemikalier exempelvis i lim för plywood och i målarfärger. Den lägre formaldehydhalten skulle också förbättra inneluftens kvalitet.
Bilder: Alexander Henn (1&2), Fotoni Film & Communications (3)
Framtida bioraffinaderier är effektivare och har lägre kemikalieutsläpp
Bioraffinaderier producerar nyttigheter av organiska biomassaresurser, såsom trä eller lantbrukets sidoströmmar.
De traditionella fraktioneringsteknologierna underutnyttjar råvarorna. Avskiljningen sker med starka kemikalier och fungerar därför effektivt bara i storskaliga produktionsanläggningar där man kan tillvarata miljöskadliga, giftiga svavelföreningar.
γ-valerolactone (GVL) är en ur biomassa härledd kemikalie. Den möjliggör en säker och miljövänlig fraktionering av biomassa som är kompatibel med den befintliga maskinparken och lönsam också i mindre skala.
Processen är helt svavel- och klorfri, och biomassan kan därför utnyttjas nästan till fullo – inte bara cellulosa utan också träets andra kemiska beståndsdelar: hemicellulosa, lignin och extraktionsämnen.
GVL är dock dyrare än de flesta lösningsmedel som används vid tillverkning av massa.
Bilder: Marianna Granatier
Vi skapar en framtid med naturmaterial
Biomaterial kan från flera synpunkter anses som det bästa alternativet med tanke på framtiden.
Inget plast i världshaven, inget slöseri med naturresurser, en blomstrande mångfald i naturen omkring oss – en framtid att drömma om och kämpa för!
Under det senaste årtiondet har CHEMARTS med sin verksamhet hjälpt studerandena och oss alla att föreställa oss hur ett klokt utnyttjande av trä- och växtbaserade organiska material hjälper oss att lösa problemen med sinande naturresurser och utarmningen av miljön.
Utvecklingen och experimenterandet med nya material får dock inte bli enögt, utan man måste se till hela systemet och inte stirra sig blind på en del av det.
Bilder: Eeva Suorlahti
Biobaserat skyddsomslag för grönsaker
DipWrap är ett biobaserat alternativ till den plastfilm som används till att skydda dagligvaruhandelns produkter.
Grönsaker och frukter doppas i en vattenbaserad DipWrap-lösning som är tillverkad av agar, nanokristallin cellulosa och karnaubavax, som bildar en fast hinna när den torkar. När den bionedbrytbara hinnan tagits bort är den lätt att göra sig av med.
Ett team utvecklade idén och konceptet till DipWrap vid en CHEMARTS-kurs. Projektet representerade Aalto-universitetet vid tävlingen Biodesign Challenge 2021 och vann priset Outstanding Science Prize.
Bilder: Ena Naito, Louise Kallai, Emilia Ikävalko, Sari Kupiainen
Stiligt läderaktigt material av blomavfall
Så mycket som 40 % av alla snittblommor slängs innan de når konsumenten.
Blommornas stjälkar och blad innehåller fibrer som kan förädlas till cellulosa. Kronbladen innehåller inte lika mycket fibrer, men av deras klara färger kan man få fram pigment. Av de här två beståndsdelarna kan man skapa ett gränslöst urval biobaserade material.
Processen Flower Matter omvandlar blomavfall till nya produkter, såsom papper, biobaserade läderaktiga material eller bioskum.
Flower Matters material kan utnyttjas i många slags produkter i blomsteraffärer, exempelvis i papper för blombuketter eller för att ersätta den oasis av fenolskum som används i blomsterarrangemang.
Bilder: Irene Purasachit
Antibakteriellt svampplåster
Betulina är ett vattenaktiverat plåster som hämtat inspiration från den finländska naturen. Ungefär 80 % av dess råvaror härstammar från björkticka (fomitopsis betulina).
Plåstret består av tre bionedbrytbara skikt: en vattenavstötande ytbeläggning av kitin, ett för huden ofarligt limskikt och ett icke vidhäftande läkande skikt.
Björkticka har inom den traditionella läkekonsten på norra halvklotet använts i över femtusen år på grund av sina inflammations- och virushämmande samt antiseptiska och antibakteriella egenskaper.
Bilder: Mikko Raskinen (1), Esa Kapila (2&3)
Havsalgshelgedom visar aktning för havsbottnens skogar
Avlägsnande av snabbväxande alger och nyttoanvändning av dem är ett sätt att minska halten näringsämnen i ett vatten.
Ur den övergödda Östersjön måste näringsämnen snabbt avlägsnas för att det redan delvis förödda ekosystemet och den biologiska mångfalden ska kunna återställas.
Avlägsnandet av alger ur Östersjön gagnar direkt dess ekosystem, och samtidigt bör den tillvaratagna biomassan utnyttjas då den är ett naturligt och förnybart material.
Genom att förena kompetensen inom olika vetenskapsgrenar kan man utveckla sätt att utnyttja alger som råvara, vilket bidrar till att återställa balansen i havsekosystemet och minska utsläppen samt materialfotavtrycket.
På utställningen presenterades tillämpad forskning och experiment där design, marinbiologi och kemi förenas.
Målet för helgedomen är att förbättra den breda allmänhetens "oceanläskunnighet": få människorna att intressera sig för materialutveckling och användning av havsalger, och ändra våra tänkesätt om hur vi sköter vår miljö och undervattensvärlden, som är en för oss människor obekant miljö.
Utställningen visar upp alster från den forskning om havsalger som bedrivs av studerande och personal från Aalto-universitetet och Helsingfors universitet.
Bilder: Mikko Raskinen (1,2) & Julia Lohmann (3)
Produceras förnybar solenergi förnybart?
Towardless gör vetenskapligt-konstnärliga studier som poetiskt främjar en kritisk diskussion och tankar kring solenergi och solteknologier.
Globalt förs en vinklad diskussion om vad som är förnybart. Solenergi anses förnybar eftersom solljuset är outtömligt.
Solpaneler är dock inte förnybara – de är tillverkade av icke förnybara oorganiska material som bryts i gruvor.
Hur långt är vi från en 100 % förnybar, organisk solcell?
Från år 2017 har gruppen Aamo ArtScience gjort ur aroniaväxten extraherade solceller som innehåller naturliga färgämnen – det här är en ny form av visuell konst och hantverk som utnyttjar och förenar interdisciplinära vetenskapligt-konstnärliga studier och fynd.
Verket "Blck Vlvt" är en variant av JMW Turners klassiska målning, gjord av solpaneler målade för hand med aronia.
Dessutom visas en unik samling verk ur fysikern Janne Halmes och konstnären Bartakus solcellsarkiv.
Bilder: Anne Kinnunen
Online event
Materialising the Future: CHEMARTS with Datemats @Material Village
9/9/2021 15.00 onwards
Expert presentations on emerging materials. Datemats is an Erasmus+ funded project that aims to implement a unique design-led teaching method in the field of emerging materials and technologies for students with a mixed background in design and engineering as well as to boost the transfer of knowledge and technology from academia and centres of research to industry.
Läs mer (på finska eller på engelska):
aalto.fi/acoolerplanet
Built with Shorthand