Luonnonmukaista liimaa, sähköauton akkumateriaalia, bioasfalttiin ainesosia… Suomen puissa kasvavan ligniinin hyödyntäminen etenee vauhdilla.

– Ligniinistä on mahdollista tehdä korkean teknologian tuotteita, jotka ovat ominaisuuksiltaan ja hinnaltaan kilpailukykyisiä, Aalto-yliopiston tutkija Alexander Henn sanoo.

Mitä ligniini on? Puun koostumuksesta noin kolmannes on ligniiniä. Se on luonnon polymeeri, kuten selluloosakin. Ruskeaa, puulle ominaisväriä antavaa ligniiniä löytyy melkein kaikista kasveista.

– Puissa ja kasveissa ligniini toimii liimana, sitoo selluloosakuidut yhteen ja antaa voimaa puun rakenteelle, Henn sanoo.

Ligniiniä kutsutaan aineeksi, joka pitää puun pystyssä. Se on uusiutuva ja myrkytön raaka-aine, jonka alkuperä on jäljitettävissä metsään saakka.

Sanonnan mukaan ligniinistä voi tehdä kaikkea paitsi rahaa, mutta tokaisu on vanhentumassa. Maailman ligniinimarkkina on kooltaan noin miljardi euroa, ja sen odotetaan kasvavan tulevina vuosina kaksi prosenttia vuodessa.

Ligniini on energianlähde

Ligniiniä varten ei kaadeta puita, vaan se on selluntuotannon ylijäämätuote. Sivuvirtaa on tähän saakka hyödynnetty lähinnä energianlähteenä. Se lasketaan metsäenergiaksi, jota ilman Suomen kodit eivät pysyisi lämpimänä. Energian kokonaiskulutuksesta koko puuenergian osuus on vajaa kolmannes.

Jos jostain metsien käyttöön liittyvästä asiasta vallitsee Suomessa yksimielisyys, niin puun jalostusasteen nostosta. Ligniinin ja muiden metsäteollisuuden sivuvirtojen hyödyntämisen edut ovat kiistattomat, vaikka korvaavaa uusiutuvaa energiaa pitäisikin tuottaa muilla keinoin.

Aalto-yliopiston tutkija Alexander Henn voitti viime vuonna Marcus Wallenbergin nuorten tutkijoiden kilpailun. Kuva: Johan Gunseus

Henn muistuttaa, että suurin osa öljypohjaisista kemikaaleista tuodaan Suomeen ulkomailta.

– Jos Suomi pystyisi korvaamaan merkittäviä määriä öljypohjaisia aineita ligniinillä, omavaraisuutemme kasvaisi. Sen lisäksi olisi mahdollista myydä ligniinipohjaisia tuotteita ulkomaille. Suomen metsäteollisuus voisi kasvaa lisäämättä metsien käyttöä, Henn sanoo.

Alexander Hennin mukaan ligniinin käyttöasteen nostaminen vähentäisi metsäteollisuuden ja Suomen kokonaispäästöjä. Pitkäaikaisissa tuotteissa puun ilmakehästä sitoma hiili pysyy varastoituneena eli poissa ilmakehästä.

– Ligniiniä tulee metsäteollisuuden sivuvirroista. Se korvaa fossiilisia raaka-aineita kotimaisella luonnonpohjaisella aineella ja voisi vähentää Suomen hiilidioksidipäästöjä, Henn kertoo.

Ligniini korvaa uusiutumattomia raaka-aineita

Stora Enso tutkii Sunilan koelaitoksessa mahdollisuutta hyödyntää ligniiniä sähköauton akuissa anodimateriaalina, joka korvaisi Kiinassa louhitun uusiutumattoman grafiitin.

Potentiaali on merkittävä. Akkukapasiteetin tarpeen odotetaan kymmenkertaistuvan alle viidessä vuodessa.

Lue lisää: Harkitsetko sähköautoa? Hyvä! Pian auton akussa jyllää kotimainen puu, josta löytyy maailmanluokan ominaisuuksia

Ligniinin hyödyntämisessä asfaltin tekemisessä ollaan jo pitkällä. Ligniini korvaa fossiilipohjaista bitumia. Bioasfalttia on testattu jo Ruotsissa ja Euroopassa.

Henn itse tutkii sovelluksia, joissa käytetään suuria määriä raaka-ainetta. Totuttuja ratkaisuja haastavista keksinnöistä Henn mainitsee arvokkaat puupohjaiset pinnoitteet ja liimat, joiden käyttöä hän itse tutkii.

– Ligniinipartikkelit soveltuvat todella hyvin liimoihin ja pinnoitteisiin, mutta sitä voidaan myös käyttää muoveissa ja pakkausmateriaaleissa, kertoo viime vuonna Marcus Wallenbergin nuorten tutkijoiden kilpailun voittanut Henn.

Tutkimus ratkaissut ongelmia

Kemiallisesti ligniinin ongelma on huono liukenevuus veteen, eli sen käyttö on vaatinut liuottimia. Alexander Hennin mukaan Aalto-yliopistossa on vuodesta 2016 asti tutkittu ligniinin käyttöä veteen sekoittuvina partikkeleina eli hiukkasina. Tutkimuksen avulla on Hennin mukaan kyetty ratkaisemaan ongelmia.

– Ligniinipartikkelit voidaan käyttää täysin ilman liuottimia, ja niitä voidaan käyttää monessa sovelluksissa, esimerkiksi emulsioissa, pakkausmateriaaleissa ja jopa lääketieteellisissä sovelluksissa, Henn sanoo.

Ligniinipartikkeleiden jännittävin ominaisuus on Hennin mielestä mahdollisuus käyttää luovuutta sovelluksissa. Ligniini taipuu moneen käyttötarkoitukseen esimerkiksi rakentamisessa.

Puupohjaista ligniiniä voidaan käyttää puun suojaamiseen laholta. Sillä voidaan liimata vaneriviilut luonnonmukaisesti toisiinsa.

Puupohjaisilla materiaaleilla voi olla jopa yllättäviä ominaisuuksia. Hennin mukaan ligniiniä voidaan esimerkiksi käyttää mäntyöljyn kanssa puupohjaisena lämmön talteenottoaineena rakennuksissa.

– Hauska ajatus olisi käyttää ligniiniä seinissä ja katoissa liimana, lattiassa pinnoitteena ja lämmön talteenotossa, Henn sanoo.

Lue lisää: ”Tuntuu ja näyttää muovilta mutta ei ole muovia” – näin suomalainen puu muuttuu lasinkirkkaaksi

Lue lisää: Upeat kuvat: Näin kauniita vaatteita tehdään suomalaisesta puusta! Muodin asiantuntija: ”Teknologia on pidemmällä kuin luulemmekaan”

Lue yllä oleva sisältö, ja vastaa kyselyyn! Kaikkien vastanneiden kesken arvotaan 50 euron arvoisia GoGift-lahjakortteja. Tutkimuksen toteuttaa Digitalist Group Oyj Sanoma Media Finland Oy:n toimeksiannosta.