A legtöbb optikai alkalmazás, például a napelemek és a speciális üvegek, nem megújuló anyagokból készülnek. Az üveg egyik összetevője a homok, amely a jelenlegi előrejelzések szerint nem fog örökké rendelkezésre állni. Az üveget természetesen újrahasznosítják, de ez rengeteg energiát emészt fel.
A finnországi Aalto Egyetem és a Turkui Egyetem, a svédországi Stockholmi Egyetem és a kanadai University of British Columbia kutatói szerint a megoldás a megújuló nyersanyagok felhasználása lehet. Az Advanced Materials folyóiratban megjelent tanulmányuk feltérképezte a lignocellulóz, vagyis a növényi biomassza lebontásának és újrakombinálásának lehetőségeit, hogy optikai alkalmazásokhoz használható anyagokat hozzanak létre.
A lignocellulóz cellulózból, hemicellulózból és ligninből áll. Ezek gyakorlatilag minden növényt tartó struktúrák részét képezik. Az erdőkön kívül a lignocellulóz megtalálható az élelmiszeripar és a mezőgazdaság melléktermékeiben is. A lignocellulóz alkotóelemeinek nagyon apró részekre bontása, majd újraegyesítése új, új módon működő anyagok létrehozásához vezethet. Érdekes tulajdonságokkal rendelkezhetnek, például átlátszósággal, fényvisszaverő képességgel, az ultraibolya fény szűrésével és saját színekkel.
“Megfelelő kombinációkban fényreaktív bevonatokat készíthetünk ablakok számára, illetve olyan anyagokat, amelyek egy adott vegyi anyagra vagy gőzre reagálnak. Vagy olyan védőanyagok, amelyek elnyelik a káros ultraibolya sugárzást, és így egy kicsit úgy működnek, mint a naptej” – írja Jaana Vapaavuori, az Aalto Egyetem docense (funkcionális anyagok). A lignocellulóz sokkal könnyebben módosítható, mint az üveg. “Például napelemekben az üveg helyettesítésére használható, hogy javuljon a fényelnyelés és ezáltal a cellák hatékonysága” – mondja Kati Miettunen, a Turkui Egyetem anyagmérnöki professzora.
Jelenleg a bioalapú optikai anyagok alapkutatás és prototípus-készítés tárgyát képezik. Az Aalto Egyetem például optikai szálakat és fényreaktív szöveteket fejlesztett ki. Vapaavuori úgy véli, hogy a kereskedelmi gyártásba való átmenetet két dolog vezérelheti: új szabályozás, amely nagyobb nyomást gyakorol a hulladék újrafelhasználására, vagy kellően vonzó eredmények és áttörések a kutatásban.
“Úgy gondoljuk, hogy mind politikai irányításra, mind pedig a kutatásba való erőteljes befektetésre szükség van” – mondja Vapaavuori. Az innovációk fejlesztését a gyártási módszerek költségei lassítják. Másik kihívás az, hogy a cellulóz és a víz hogyan reagál egymásra.
‘A cellulóz, mint tudjuk, szereti a vizet. Ezért a cellulózalapú optikai anyagok stabilitását nedves körülmények között mindenütt próbálják megoldani a kutatók’ – mondja Vapaavuori.
Forrás: forest.fi
Ez egyelőre nem a napi gyakorlat, de nagyon érdekes lesz, ha azzá válik. Itt pedig a finnek erdészeti-faipari, a jövő biogazdasága katalógusát találhatjuk, melyben sok érdekes fejlesztésről lehet olvasni. (MM)
