Puurakentamisen hiilijalanjälki on huomattavasti pienempi kuin betonirakentamisen, ja puurakentamista on usein pidetty terveellisempänä vaihtoehtona. Puupaneeleissa käytetään kuitenkin edelleen fossiilisista raaka-aineista valmistettuja liimoja. Ne sisältävät formaldehydiä, joka voi olla terveydelle haitallista erityisesti liiman valmistusprosessissa työskenteleville. Myös rakennuksissa asuvat tai vierailevat ihmiset voivat altistua puupaneeleista haihtuvalle myrkylliselle formaldehydille.

Aalto-yliopiston tutkijat ovat nyt kehittäneet biopohjaisen liiman, joka voi korvata formaldehydiä sisältävät liimat puurakentamisessa. Liiman pääraaka-aine on ligniini: se on puun rakenneosa, joka sitoo selluloosaa ja hemiselluloosaa toisiinsa ja antaa puulle sen kovan ja vahvan rakenteen.

Ligniinin osuus puun painosta on noin neljäsosa, ja sitä syntyy valtavia määriä sellu- ja biojalostusteollisuuden sivutuotteena. Vain 2-5 prosenttia tuotetusta ligniinistä käytetään - loput poltetaan energiaksi tehtaissa.

Ligniinin käyttö liimoissa ja komposiiteissa ilman formaldehydiä on edellyttänyt energiaa vieviä, pitkäkestoisia ja kemikaaleja vaativia esikäsittelyjä. Aalto-yliopiston tutkijoiden kehittämässä liimassa voidaan käyttää puhdistettua voimalaitosligniiniä, ja liiman valmistamiseen tarvittava kemiallinen reaktio kestää muutaman minuutin 3-10 tunnin sijasta. Raaka-aineen lisälämmitystä ei tarvita, mikä vähentää energiankulutusta. Prosessin ainoat sivutuotteet ovat suola ja natriumhydroksidi eli lipeä.

Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulun professori Monika Österberg korostaa, että kyseessä on tärkeä keksintö sekä ympäristön että teollisuuden kannalta.

- Ligniinin käyttäminen materiaalina vähentäisi sen polttamisesta aiheutuvia hiilidioksidipäästöjä ja lisäisi metsien jalostusarvoa. Siksi ligniinin tutkimus on meille Aalto-yliopistossa tärkeä prioriteetti.

Väitöstutkija Alexander Henn kertoo, että liimapuulevyjä, kuten vaneria ja lastulevyä, käytetään yhä enemmän seinissä, katoissa ja lattioissa.

- Siksi olisi tärkeää ratkaista puulevyjen liimojen haitat ja kehittää uusi innovaatio kaupalliseksi tuotteeksi. Tämä mahdollistaisi siirtymisen kohti enemmän puupohjaista rakentamista, sillä luonnonmateriaaleista valmistettu vahva ja lämmönkestävä liima tekee rakentamisesta todella ekologista ja turvallista.

Innovaatio on merkittävä edistysaskel metsäteollisuudelle ja liimateollisuudelle, sillä aiempien liimojen ligniinipitoisuus on ollut suhteellisen alhainen (noin 20-50 %), kun taas Aalto-yliopiston uuden innovaation ligniinipitoisuus on yli 90 %. Liima on tulenkestävä, vahva ja myrkytön. Liima suojaa pintoja tulelta, joten sitä voidaan käyttää jopa palonestoaineena.

Tutkijoiden mukaan ligniiniä voidaan käyttää myös raaka-aineena esimerkiksi pinnoitteissa ja komposiiteissa. Tutkimustyötä jatketaan laboratoriossa, ja erilaisia kaupallistamismahdollisuuksia selvitetään todennäköisesti yhteistyössä Aallosta lähteneen LignoSphere Oy:n kanssa.

Lue myös: HAMK: Pajun ja koivun ainesosista muovin korvaaja? Lupaava materiaali kehitteillä