A finn Alexander Henn által kifejlesztett faalapú alkalmazások a mérgező vegyi anyagok környezetbarátabb alternatíváját jelentik például az autóiparban – állítja a Finn Természeti Erőforrások Kutatási Alapítvány.
- A finn Alexander Henn új, faalapú megoldásokat fejlesztett ki a mérgező vegyi anyagok, például a szintetikus PFAS-anyagok helyettesítésére.
- Henn bebizonyította, hogy a fa egyik összetevője, a lignin felhasználható optikai alkalmazásokhoz, többek között szemüvegen vagy szélvédőkön alkalmazott párásodásgátló bevonatokhoz.
- Henn felfedezte, hogy a lignin felhasználható például az autóiparban az úgynevezett szerkezeti színezésben.
- A Finn Természeti Erőforrások Kutatási Alapítványa által doktori kutatásáért kitüntetett Henn olyan hibrid részecskéket is fejlesztett ki, amelyek alkalmasak ragasztókhoz és a hő tárolására.Néhány évvel ezelőtt Alexander Henn, a finnországi Aalto Egyetem akkori doktorandusza, ma már a műszaki tudományok doktora, kissé aggódott a szakdolgozata miatt – olvasható a finn Természeti Erőforráskutatási Alapítvány LINKKI sajtóközleményében. A doktori értekezésében szereplő végső projektjével Henn a lignin szerkezetének ökologikusabb módosítását szerette volna kidolgozni, hogy a lignin víztaszítóbbá váljon. A faalapú polimert, a lignint az erdészeti ipar melléktermékeként nyerik ki. Hatékony felhasználása nehézkes alacsony oldhatósága és reakcióképessége, valamint heterogenitása miatt.
Henn aggódott néhány laboratóriumi kísérlet sikertelensége miatt. A tervezett négy cikk helyett Henn szakdolgozatában talán csak három szerepelt volna.
Átlátszó, fából készült páramentes bevonat
Henn kitartóan kísérletezett, és végül rátalált a működő eljárásra. Az eredmény olyan új, gyors és hatékony módszer lett, amellyel az ecetsav és a lignin vízmegkötő struktúráit egymáshoz lehet kötni, miközben a víztaszító struktúrák megmaradnak. Ezt követően képes volt optimalizálni a reakciót, hogy percek alatt és mindössze 60 Celsius-fokos hőmérsékleten történjen.
Ez azonban csak az első lépés volt: Henn-nek most már meg kellett mutatnia, hogy van értelme az egésznek. A módosított lignint ligninrészecskékké dolgozta fel. A hipotézis az volt, hogy a részecskék vízlepergető bevonatot képeznek. Henn a módosított ligninoldatot vízbe öntötte, ahogyan korábban már sokszor tette a nem módosított ligninoldatokkal.
Feltételezte, hogy a lignin a keveréket a tejeskávé színére változtatja. A szín azonban nem változott. “A diszperzió teljesen tiszta és átlátszó volt. Ezt nem tudtam megfejteni. Talán arról volt szó, hogy ezt a módosított lignint nem lehetett részecskékké feldolgozni? Mikroszkóp alatt megvizsgáltam, és láttam, hogy minden rendben működött. Voltak ligninrészecskék az oldatban, de olyan kicsik, hogy nem lehetett látni azokat, és ezért nem befolyásolták a színt” – számol be Henn.
Henn bevonatként tesztelte a részecskéket, de azok nem taszították a vizet. Ellenkezőleg, rendkívül hidrofilek voltak, vagyis vonzották a vizet. Ezt a szerkezetükkel magyarázták. A lignin nagy része víztaszítóbbá vált, de ahogy a részecskék kialakultak, a megmaradt vízmegkötő csoportok egy kis része a részecskék felületén gyűlt össze. Korábban Henn olvasott a ködgátló bevonatok működéséről, és emlékezett rá, hogy azok is hidrofilek – ellentétben azzal, amit várnánk.
Ennek megértése arra késztette Henn-t, hogy változtasson kísérletének célján. Úgy döntöttem, hogy a párásodásgátló képességet tesztelem – mondja Henn. A kísérlet azonnal sikerrel járt. ‘Bevontam egy kis üvegdarabot, hogy lássam, bepárásodik-e. Nem így történt. Mondhatni, elégedett voltam’ – emlékszik vissza Henn.
Henn megértette, hogy a kísérlet valami egészen példátlan dolog határára sodorta. A fa egyik összetevője, a lignin felhasználható lenne optikai alkalmazásokban, például szemüvegen, szélvédőkön és hasonlókon alkalmazott párásodásgátló bevonatokban. Az Aalto Egyetem által “forradalminak” nevezett faalapú találmány helyettesíthet néhány rendkívül mérgező vegyi anyagot, például a PFAS vegyszereket, amelyek veszélyt jelentenek az emberekre, az állatokra és a természetre.
Henn felfedezését a lignin átláthatóságáról egy másik meglepetés is követte. A ligninrészecskék színe a film vastagságától függően változott. Ezt nevezik “szerkezeti színezésnek”, amit a japán Lexus cég használ a csúcskategóriás autóiban. ‘Először kék, majd sárga, végül pedig lila színű filmet kaptunk’ – számol be Henn a sajtóközleményben.
A Finn Természeti Erőforrások Kutatási Alapítvány által odaítélt díj
Idén áprilisban Henn 10.000 eurós díjat kapott doktori disszertációjáért a Finn Természeti Erőforrások Kutatási Alapítványtól. Henn felfedezései hozzájárulnak a káros fosszilis nyersanyagoktól való eltávolodáshoz, és hosszú távú szén-dioxid-tárolást is képeznek.
A díj indoklása szerint Henn doktori értekezésében olyan módosítási technológiákat dolgozott ki, amelyek lehetővé teszik a lignin vízalapú alkalmazásokra alkalmas nanorészecskékké feldolgozását. A ligninből többek között kétféle bevonatot, egy ragasztót és hőtárolásra alkalmas részecskéket fejlesztett ki.
Henn 2022-ben Svédországban megnyerte a Marcus Wallenberg Challenge for Young Researchers (Marcus Wallenberg-kihívás fiatal kutatóknak) elnevezésű versenyt.
Henn kutatásai a Finn Kutatási Tanács által finanszírozott FinnCERES zászlóshajóprogram részét képezik.
Forrás: forest.fi
Írta: Tero Karjalainen
angolra fordítás: Heli Mäntyranta
fatájolta: MM
