Mistä tehdään kynät, tietokoneet tai iPodit, kun muovien raaka-aine öljy loppuu? Kun muoveja jo valmistetaan kasvien tärkkelyksestä tehtaissa, niin miksei sitten suoraan itse kasveissa.


Kun muoveja jo valmistetaan kasvien tärkkelyksestä tehtaissa, niin miksei sitten
suoraan itse kasveissa.




Viime heinäkuussa tuli kuluneeksi tasan sata vuotta siitä, kun belgialainen kemisti Leo Hendrick Baekeland keksi bakeliitin. Formaldehydin ja fenolin kemiallisen reaktion sivutuotteena syntynyt mönjä on vuosikymmenien mittaan osoittautunut todella monipuoliseksi aineeksi. Kevyt ja kova materiaali, josta voitiin valaa melkein minkälaisia muotoja hyvänsä, otettiin markkinoilla vastaan innostuneesti.

Bakeliitti oli maailman ensimmäinen synteettinen muovi, mutta sen jälkeen uusia muoveja on tullut markkinoille tasaiseen tahtiin - ja niitä tarvitaan.

Nyt lähes kaikissa tuotteissa on muovia muodossa tai toisessa. Luottokortteja, kännyköitä, tietokoneita tai vaikkapa insuliinin annostukseen tarkoitettuja kyniä ei olisi nykyisessä muodossaan, ellei niissä voitaisi käyttää muovia.


Öljystä muoviksi kymmenesosa

Maailmassa tuotetaan vuosittain 100 miljoonaa tonnia muovia, ja kysyntä kasvaa edelleen. Muovien tärkein raaka-aine ja tuotantoprosessin avain on kuitenkin uusiutumaton raakaöljy, jota ei enää olekaan rajattomasti.

On laskettu, että jokaisen raaka-aineeksi käytettävän öljytynnyrin lisäksi tarvitaan vielä toinen tynnyri itse valmistusprosessiin. Nykykysynnällä tämä vastaa seitsemää miljoonaa tynnyriä päivässä, mikä on kahdeksan prosenttia koko maailman öljyntuotannosta.

Pelkästään Yhdysvalloissa muovin valmistukseen käytetään kaksi miljoonaa tynnyriä öljyä päivässä, mikä on kymmenesosa maan öljyn kokonaiskulutuksesta. Muovia tästä öljymäärästä saadaan vajaat 160 miljardia kiloa vuodessa.


Korvaajaksi kasvien tärkkelys

Koska öljyä ei enää riitä rajattomasti, muoveja täytyy valmistaa muista, uusiutuvista tarveaineista. Tunnettuja ovat jo biomuovit, joita valmistetaan kasveista.

Maailman ensimmäinen täysin biologisesti hajoava ja kompostoituva muovi oli italialaisen Novamontin valmistama Mater-Bi. Se valmistetaan kuumentamalla kasviöljystä, kuten maissiöljystä, tuotettua tärkkelystä luonnollisten lisäaineiden kanssa, jolloin seoksesta muodostuu paineistettuna muovirakeita. Niitä voidaan käyttää eri tarkoituksiin, kuten muovikasseihin, lasten leluihin tai autonrenkaisiin.

Mater-Bin ja muiden ensimmäisten biomuovien heikkous ovat verrattain kalliit tuotantokustannukset. Lisäksi monet sulavat jo suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa, mikä rajoittaa niiden käyttöaluetta.


Kestää kuumaa ja maatuu

Yhdysvaltalainen Metabolix on ollut uranuurtaja uusimpien biomuovien kehittelyssä ja valmistuksessa. Se aikoo tämän vuoden lopussa aloittaa uuden maissipohjaisen biomuovin teollisen tuotannon. Muovi tehdään luonnollisen käymisprosessin avulla maissitärkkelyksestä, ja valmistuskapasiteetti on aluksi noin 50 miljoonaa kiloa vuodessa.
Mirel-nimen saanut muovi on yrityksen toimitusjohtajan Jim Barberin  mukaan markkinoiden ekologisin biomuovi.

Se kestää kiehuvaa vettäkin, mutta hajoaa vähitellen maaperässä ja kompostissa sekä järvi- ja merivedessä. Se sopii vaihtoehdoksi öljypohjaisille muoveille, kuten polypropyleenille, potyetyleenille, polystyreenille ja kierrätettävälle pet-muoville.

Metabolix testaa parhaillaan 40 asiakasyrityksensä kanssa, miten Mirel soveltuu erityyppisiin käyttökohteisiin. Testattavana on yli 80 eri tuotetta, muun muassa  paperilaminaatteja, leluja, autoteollisuuden komponentteja, mattoja, erikoisliimoja ja erilaisia hygieniatuotteita.


Tehtaaksi vihreät kasvit

Metabolixin kehitystyö ei ole pysähtynyt Mireliin. Työn alla on muun muassa menetelmä, jonka avulla muoveja pystyttäisiin tuottamaan halvalla ja suurissa erissä luonnon fotosynteesiä hyödyntäen. Ainoita raaka-aineita olisivat hiilidioksi ja vesi.

Maissin tärkkelystä ei nyt lisätäkään bakteerien sekaan erityiseen käymissäiliöön, kuten Mireliä valmistattessa, vaan pääasiallisena tuotantolähteenä ovat itse kasvit, joihin on lisätty erikoiskäsiteltyjä mikrobeja. Nämä mikrobit tuottavat päivittäin pieniä määriä muovia kasvin tärkkelyksestä. Tärkkelys puolestaan syntyy fotosynteesissä, kun kasvi muuntaa lehtivihreän avulla valon säteilyenergiaa kemialliseksi energiaksi.




Ohutta mutta lujaa


Kasveista tehdään jo monenlaisia muoveja. Australialainen yritys valmistaa Zelfo-muovia hampun kuiduista, oljesta tai jätepaperista. Zelfosta tehdään asiakkaan toivomusten mukaan niin hedelmäkulhoja kuin sähkökitaroita. Tuotteet ovat ohuimmillaan vain vajaan millimetrin paksuisia. Valmistajan mukaan materiaali on kiveäkin lujempaa ja soveltuu esimerkiksi hiekkapuhallustyöstöön.




Tuotantoon jo lähivuosina

Yhdysvaltojen energiaministeriö myönsi muutama vuosi sitten Metabolixille 15 miljoonaa dollaria uuden menetelmän hiomiseen ja kaupalliseen hyödyntämiseen. Yhtiö on jo aloittanut pilottihankkeet, joissa muovikasvina käytetään Pohjois-Amerikan preerioilla villinä kasvavaa hirssilajiketta. Tarkoituksena on siirtyä mittaviin viljelyksiin noin kolmen vuoden päästä.

Barberin mukaan menetelmää voitaneen soveltaa muihinkin kasveihin. Euroopassa biomuovia on jo tuotettu muun muassa ruohokasveista. Niitä voitaisiin muunnella suhteellisen helposti niin, että ne tuottavatkin muovia itse. Trooppisilla alueilla taas esimerkiksi sokeriruoko soveltuisi samaan tarkoitukseen hyvin.

- Tällä tavoin tuotetut luonnolliset muovit ovat varteenotettava vaihtoehto raakaöljypohjaisille polymeereille. Ainakin puolet voitaisiin korvata näin, Barber arvelee.

John Williams, Britannian National Non-Food Crops Centre -keskuksen tutkija, ei usko, että Barberin kaavailemaan 50 prosenttiin päästään vielä 20 seuraavan vuoden aikana.

- Mutta määrä saattaisi olla noin 20 prosenttia, mitä vielä pari vuotta sitten ei olisi voinut edes kuvitella, Williams tuumii.


Raili Seppänen on Lontoossa asuva vapaa toimittaja, jonka erityisaloja ovat tekniikka ja talous.

Jos rehkiminen ei huvita, syy voi olla geeneissä.

Monia liikunta palkitsee hyvän olon tunteella, mutta kaikille palkintoa ei tule, kertoo Helsingin Sanomat jutussaan. Olo saattaa olla hikilenkin jälkeen enemmän runneltu kuin rento.

”Osa suomalaisten liikkumattomuudesta saattaa selittyä negatiivisilla tuntemuksilla”, sanoo jutussa liikuntapsykologian professori Taru Lintunen Jyväskylän yliopistosta.

Ihmiseltä saattavat puuttua hyvät kokemukset ja liikunnallisen elämäntavan mallit.

Perimälläkin on sormensa pelissä. Naisilla jopa puolet liikuntanautinnon vaihtelusta selittyy geeneillä, miehillä kolmannes.

Näin osoittaa vuonna 2014 julkaistu suomalainen tutkimus, joka perkasi perintötekijöiden osuutta liikuntamotivaatioon.

Tarkkaa syytä eroihin ei tiedetä. Yksi ehdokkaista on aivojen dopamiinirata. Se palkitsee niin syömisestä, seksistä kuin liikunnasta.

Dopamiinikylpy tuottaa aivoissa huumaavan euforian. Tutkimusten mukaan järjestelmän häiriöt vähentävät koe-eläinten liikkumishaluja.

Viime kädessä geenit ohjaavat mielihyväkoneiston toimintaa. Dopamiinin valmistukseen tarvittavat geenit toimivat toisilla kenties vilkkaammin. Erityisesti naisilla on liikuntamielihyvän kokemisessa geneettistä vaihtelua.

Yksilöiden erot ulottuvat laajemmallekin. Kaikki eivät saa liikunnasta yhtä paljon hyötyä – ainakaan heti.

Sama harjoittelu saattaa vaikuttaa ihmisiin eri tavoin. Yhden kunto kasvaa kohisten, mutta toinen ei saa tuloksia, vaikka kuinka rehkisi. Tutkijat puhuvat yksilöllisestä vasteesta.

Kuitenkin vaikka oma elimistö tuntuisi olevan immuuni liikunnalle, se voi olla vain harhaa. Tutkimuksissa tuijotetaan usein suorituskykyyn ja lihasvoimaan. Ne eivät ehkä hetkahda pienestä rasituksesta, mutta veren rasva- ja sokeriarvot saattavat parantua merkittävästi. Siksi liikuntaa voi suositella kaikille.

Kysely

Onko liikunta tuskien tie?

Tutustu sisältöön ja lue uusi lehti digilehdet.fi:ssä.

 

Tieteessä 2/2018 

 

PÄÄKIRJOITUS

Kun viha vie

Vihapuhuja ratsastaa alkukantaisella reaktiolla.

 

PÄÄUUTISET

Unissa puhutaan rumia

Myöntisen päiväminän takaa kurkkii
kielteinen yöminä – hyvästä syystä.

Alienkivi on yksi miljoonista

Tähtienvälisiä asteroideja syöksyy
aurinkokunnan läpi jatkuvasti.

Nykyihminen seikkaili
ulos Afrikasta useita kertoja

Yhden ulostulon malli ei enää mitenkään
istu Aasian löytöihin.

Korallit kalpenevat kiihtyvää tahtia

Lämpenevät vedet riistävät
polyypilta elintärkeän kumppanin.

 

ARTIKKELIT

Migreeni vyöryy aivorungosta

Kun sähköt sekoavat hermokeskuksessa,
kipuviestit kiihdyttävät aivot hälytystilaan.

Esinisäkkäät
Maailman valtiaat ennen dinosauruksia

Kehitys kohti meitä käynnistyi jo silloin,
kun maapallon mantereet olivat vielä yhtä.

Siittiöt hukassa

Enää hälytyskellot eivät kilise van kumisevat.
Miesten siittiömäärät ovat romahtaneet.

James Bond
Harmaa agentti hurmasi maailman

Vastoin odotuksia huomaamaton vakooja sai
valtavan huomion. Kohu teki fiktiosta faktaa.

Liikenne jättää tiet

Visio on villi muttei utopiaa. Jokainen sopiva
maapala tarvitaan luonnolle ja ruoalle.

Ennen paras mies oli poikamies

Naiset ja seksi eivät ole aina olleet miehen mitta.
Elämän tärkeät asiat löytyivät pitkään toisaalta.

 

TIEDE VASTAA

Voiko pissa jäätyä kaarelle?

Haudataanko vainajat ilmansuuntien mukaan?

Mikä on puujalkavitsi?

Miksi kuusi kestää lumen painon?

Miten norppa löytää takaisin avannolle?

Voiko avaruusaseman palauttaa Maahan?

 

KIRJAT

Oma dna kantaa suvun historiaa

Marja Pirttivaara teki suomalaisille sukututkijoille uudenlaisen kätevän oppaan.

 

KUVA-ARVOITUS

Klassikkopalsta

kutsuu lukijoita tulkitsemaan kuvia lehden Facebook-sivustolle: facebook.com/tiede.fi

 

OMAT SANAT

Valoa kohti

Entisinä aikoina kantasana tarjosi myös lämpöä.

 

Jos olet Sanoman jonkin aikakauslehden tilaaja, voit lukea uusimman numeron jutut Sanoman Digilehdet-palvelussa.

Ellet vielä ole ottanut tilaukseesi kuuluvaa digiominaisuutta käyttöön, tee se osoitteessa https://oma.sanoma.fi/aktivoi/digilehdet. Aktivoinnin jälkeen pääset kirjautumaan suoraan digilehdet.fi-palveluun.