Aalto-yliopiston tutkijat kehittävät Älyä vaahtoihin -tutkimushankkeessa puupohjaisia vaahtomateriaaleja tekoälyn avulla. Puupohjaiset vaahtomateriaalit voivat korvata styroksin ja kuplamuovin esimerkiksi pakkauksissa. Puuvaahto kestää iskuja ja kuumuutta. Samalla tekniikalla voidaan valmistaa jopa syötävää biovaahtoa.
”Hanke perustuu biomimetiikkaan, jossa jäljitellään luonnon ilmiöitä. Pyrimme tekoälyn avulla kehittämään vaahtoa, jolla on puun kaltaisia ominaisuuksia, kuten lujuus, joustavuus ja lämmönkestävyys”, sanoo professori Mikko Alava Aalto-yliopiston tiedotteessa.
Tutkijat pyrkivät optimoimaan vaahdon ominaisuuksia. Esimerkiksi ligniinin, puukuidun ja laponiitin eli nanosaven seoksesta voi syntyä iskun- ja kosteudenkestävää vaahtoa, jolla voidaan korvata muovia.
Ligniini on puukuitujen sidosaine. Kuivattuna vaahtona se on kovaa, kestää vettä ja jopa johtaa sähköä.
Hankkeessa hyödynnetään koneoppimista. Sen avulla hylätään turhat materiaaliyhdistelmät ja prosessit, mikä nopeuttaa kehitystyötä huomattavasti, kertoo sanoo tutkijatohtori Juha Koivisto.
Erikoisinta vaahdossa on, että se on syötävää.
”Menetelmän avulla voidaan valmistaa esimerkiksi porkkana-, puolukka-, karpalo- tai punajuurijauheesta vaahtoa ja siitä lastuja, jotka ovat kuin sipsejä”, sanoo Koivisto.
Vaahtoja voidaan valmistaa eri tekniikoilla. Paperinvalmistustekniikalla syntyy juuri halutun paksuista materiaalia, mutta menetelmä on hidas. Pursottamalla tai 3D-tulostuksessa saadaan taas kovia, pitkulaisia kuplia, jotka tekevät rakenteesta sauvamaisen ja vahvan.
”Tekoäly ehdottaa aiemman datan perusteella, miten voimme lisätä haluamamme ominaisuuden materiaaliin pienimmällä vaivalla”, Koivisto lisää.
Uudelle materiaalille etsitään kaupallisia sovelluksia ja markkinoita Business Finlandin rahoituksella. Kaupallistaminen ja esimerkiksi pakkauskäyttö edellyttää, että vaahto todella on biohajoavaa, edullista ja että sitä on saatavilla paljon.
”Tonnikaupalla”, kertoo Alava tiedotteessa.
Vaahto sopii myös rakennuseristeeksi, koska se on kevyttä, eristää lämpöä ja on lujaa. Se kestää vettä, mikä tekee siitä turvallisempaa tulipalon sammutuksen kannalta.
Vaahto muistuttaa paljon korkkia, mutta on monta kymmentä kertaa kevyempää.
