Materiaali koostuu 60–90 % nanoselluloosasta, sideaineenaan epoksihartsi. Tieteelle uutta tässä keksinnössä on nanosellun hyvin korkea osuus.
Insinööritutkijat huippuyliopisto MIT:stä Yhdysvalloista ovat luoneet selluloosasta eli perimmältään puusta uuden lupaavan materiaalin, joka on lehdistötiedotteen mukaan yhtä kovaa kuin alumiini.
Aineesta 60–90 prosenttia koostuu nanokiteisestä selluloosasta, jota on Suomessakin tutkittu hyvin aktiivisesti eri yliopistoissa ja tutkimuslaitoksissa eri käyttötarkoituksia varten. Loput 40–10 prosenttia on epoksihartsia, joka on kemiallisten sidosten tasolla saumattomasti kiinnitetty alle mikrometrin kokoisiin selluloosahippusiin.
Tutkijatohtori Abhinav Raon johtaman ryhmän keksinnössä tieteelle uutta on selluloosan osuuden kasvattaminen selluloosa-epoksihartsi-komposiiteissa. Phys.org-sivulla julkaistun lehdistötiedotteen mukaan yhtä korkeita selluloosapitoisuuksia ei ollut ennen saatu aikaan ainakaan ilman, että materiaalin työstettävyys häviää tai ominaisuudet rikkoutuvat.
Nyt valmistettua materiaalia voitiin 3d-tulostaa ja valaa. Kovettunutta ainetta voidaan työstää.
Kuten Suomessa VTT:n tutkijat, myös MIT:n nanosellututkijat ovat kaavailleet omalle materiaalilleen mahdollista käyttöä hammasimplantteina. VTT:n materiaalissa nanoselluloosan sideaineena toimi proteiini, siinä missä MIT:n vaihtoehdossa selluloosan sitova epoksihartsi on synteettinen muovi.
Tieteellisen artikkelin tiivistelmän mukaan 63 massaprosenttia selluloosaa sisältänyt uusi materiaali oli säröytymislujuudeltaan 5,2 MPa √m. Se on samaa luokkaa kuin vahvojen keraamisten aineiden, esimerkiksi alumiinioksidin ja piikarbidin. Tiedotteessa vertailukohdaksi otetaan luu.
Uusi selluloosakomposiitti voittaa leikiten tavallisen lasin (0,7 MPa √m) – mutta toisaalta se häviää alumiiniin ja rautaan pohjautuville rakennemetalleille (tyypillisesti 20–200) suunnilleen samalla kertoimella eli kymmenkertaluokalla.
Materiaalin kovuudeksi mainitaan tiivistelmässä 0,66 GPa, tosin kertomatta mistä kovuusasteikosta on kyse.
Vaikka materiaalin ominaisuudet ovat hyvät, voidaan silti todeta, että tiedotteessa oli valittu vertailukohdat pr-henkisen taitavasti. Komposiitti on lujaa kuin luu ja kovaa kuin alumiini – mutta ei nyt sentään toisin päin eli lujaa kuin alumiini ja kovaa kuin luu.
Säröytymislujuus ei ole ainoa lujuuden mitta. Muita lujuusmittoja ovat muun muassa staattiset veto-, vääntö- ja puristuslujuus (yksiköt N/m² eli Pa) sekä iskulujuus (yksikkö J/m³).MIT:n uusi tutkimus on julkaistu Cellulose-lehdessä.
Lähde:TT
