Nanosellu tehostaa solutehdasta

Inspiraatio saadaan luonnosta, kun mikrolevät valjastetaan tuottamaan hiilidioksidista auringonvalon avulla arvokkaita raaka-aineita.

VTT:n tutkija Ville Rissanen voitti Euroopan paperiteollisuusliitto CEPIn nuorille tutkijoille tarkoitetun innovaatiokilpailun, Blue Sky Young Reseachers and Innovation Awardin, yhdessä kahden muun tutkijan kanssa Brysselissä viime marraskuussa.

Rissanen oli lisäksi yleisön suosikki esitelmällään, jonka aiheena oli Turun yliopiston mikroleväteknologiaa ja VTT:n biomateriaalitekniikkaa yhdistävä yhteisprojekti.

”Turun yliopistossa on kehitetty sini- ja viherleväkantoja, jotka pystyvät luonnollista fotosynteesiä hyödyntäen muuttamaan hiilidioksidin auringonvalon avulla arvokkaiksi, soluista erittyviksi kemikaaleiksi. Ne siis pystyvät sitomaan ilmakehän hiilidioksidia samalla, kun ne tuottavat vaikka biopolttoaineita, vetykaasua, erilaisia arvokemikaaleja ja farmaseuttisesti aktiivisia aineita”, hän selittää.  

Tuotevalikoima laajenee koko ajan, ja Saksassa on jo yritys, joka tuottaa tällä tavoin syöpälääkkeiden raaka-aineita.

”Solutehdaskonseptia on tutkittu jo jonkin aikaa, mutta vaikka teoriassa mikrolevät ovat äärimmäisen tehokkaita, tähän mennessä niitä on tyypillisesti viljelty laimeassa vesiympäristössä, jossa kuluu paljon vettä ja energiaa, ja lopullinen tuotantotehokkuus jää alhaiseksi.”  

Lehden rakenne mallina

Tässä hankkeessa VTT on kehittänyt nanoselluloosasta ohuen matriisimateriaalin, johon solut voidaan kiinnittää.

”Matriisiin kiinnitetyn solutehtaan tilavuus on vain murto-osa aiemmasta. Valtavasti vettä ja energiaa säästyy, ja valo saadaan jaettua leväsoluille tasaisemmin. Lisäksi solujen toiminta tehostuu merkittävästi, sillä matriisi hillitsee niiden kasvua, jolloin energian käyttö siirtyy kemikaalien tuotantoon. Levistä voidaan saada paljon aiempaa enemmän irti”, Rissanen sanoo.

Nanoselluloosa on erinomainen matriisimateriaali, sillä se on bioyhteensopivaa ja biohajoavaa, siitä voidaan tehdä läpinäkyviä, poikkeuksellisen tehokkaasti vettä itseensä sitovia kalvoja ja geelejä, ja sitä voidaan muokata joustavasti kulloisenkin tarpeen mukaan.   

Nyt konseptia hiotaan Suomen Akatemian rahoittamassa projektissa. Mukana on Turun yliopiston ja VTT:n lisäksi Aalto-yliopisto, jonne Rissanen tekee väitöskirjaansa.

”Luonnossa lehdet ovat fotosynteesin spesialisteja, ja siksi me haemmekin inspiraatiota lehden rakenteesta. Haemme eri nanoselluloosalaatuja hyödyntämällä kerroksellista rakennetta, jossa ylin pinta voi olla tiivis ja läpinäkyvä, sen alla olisi kerros järjestäytyneitä leväsoluja ja alimpana huokoisempi kerros, jossa ravinto ja neste vaihtuisivat tehokkaasti ja lopputuotteet siirtyisivät helposti kerättäviksi.”

Suomen Akatemian rahoittama nelivuotinen ALGALEAF: Lignoselluloosasta ja yhteyttävistä soluista valmistettu hiilidioksidia sitova ja lehtirakennetta jäljittelevä biokatalyyttialusta -projekti alkoi viime syksynä.

Teksti Katariina Krabbe
Kuva VTT

<

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *