《芬宝》客户杂志 2020/2021

“寻找过去的研究和当前的挑战之间的新联 系,最终将产生全新的成果。”

们介绍两三种最有趣的利用森林生物材料的方法。他 很快就提到了至少五个应用领域,以及每个领域的若 干子类别,其中许多是相互重叠的。 “在这一行,你不能只选择一个成功案例,”他补 充道。 让我们从原材料开始。木质材料 - 或者说木质纤 维素 - 由纤维素和半纤维素以及木材自身的胶粘剂木 质素组成。在木材中,这些组分构成纤维,它们也以纤 维的形式留存在木材制成的木浆中。 纤维及其组分经过提炼和处理,达到不同水平后, 可以共同或分别用于新材料。在粗糙的一端,纤维仍被 称为纤维,而在更细的一端,它是一种纳米级纤维 - 或 纳米纤维素。 “纤维的特性在不同的方向上总是不同的,这一 点最为关键,应该在所有尺度上加以利用。” 每个人以不同方向撕纸时都可以观察到这一点, 但是 Rojas 所指的不仅仅是纤维的强度。方向还会影响 纤维的传导或绝缘能力,无论是对热、声还是电。此外, 方向也影响着纤维反射光线和与水相互作用的能力。 “纤维的另一个极其重要的特性是,它允许我们 调整生物材料破裂的速度。” 绝缘、涂层和医疗贴片 Rojas 说,纤维最有趣的应用主要涉及人们的日 常生活:住房、服装、食品和健康。 “发泡木纤维可用作绝缘材料,芬兰人在这方面 已经拥有非常丰富的经验。例如,我们还可以利用纤 维素在纺织品和建筑中储存和释放热量的能力。在阿 尔托大学,我们正在研究生物材料在太阳能电池板和 电池等方面的应用。事实上,能源和光管理作为一个整 体,具有非常大的潜力。”

Rojas 预计,生物材料在油漆和涂料中也会变得 更加普遍,因为它们可以提供抗菌性、紫外线辐射和 火灾防护甚至无染料或颜料的颜色。 适合果汁、酸奶和牙膏等乳剂的纤维素和木质素 结构也在研究当中。许多解决方案已经投入使用,但 Rojas 预测,未来食品的 3D 打印也将需要结构性支 持。Rojas 的研究团队还将目光投向 3D 打印产品,比 如医疗贴片,这些产品可以在体内用于治疗心脏和其 他疾病。 “纤维素是一种极好的材料。它相当灵活,可生 物降解性,还能在修改后直接向组织施用药物,或直 接引导电场或磁场。” 招贤纳士 - 年轻有为的科学家 Rojas 很自然地从基础研究讲到未来应用,但实 际上,这段旅程可谓道阻且长。这也是为什么他的研究 团队还包括设计专家、陶瓷艺术家和电影服装设计师。 “他们用新的生物材料创造出非常优秀的范例, 更重要的是,他们把我们和社会联系起来。” 对 Rojas 来说,与产品开发商和工业部门建立良 好的联系尤为重要,这也是他到达芬兰就开始努力的 方向。经过他在 2018 年的努力,阿尔托大学和芬兰 VTT 技术研究中心有限公司成立了“FinnCERES”。 FinnCERES 是一个材料生物经济联合能力中心, 是芬兰科学院资助的旗舰项目之一。FinnCERES 开展 的研究已经有数百名科学家参与,并获得包括芬林芬 宝在内的一批企业的支持和关注。 “我们希望将有才华的新一代学生吸引到这个领 域和芬兰这个地方。我们也成功地做到了。” 这方面的一大亮点是 FinnCERES 的年度 Novel Openings项目资助计划,这也是Rojas团队的构想。

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