Funktionalisoidut nanoselluloosat ja niiden käyttö membraani- ja filmirakenteissa

Väitöstutkimuksessa kehitettiin selluloosakuitujen kemiallisia esikäsittelymenetelmiä, joilla voidaan tehostaa merkittävästi selluloosan mekaanista hajotusta sen pienimmiksi rakenneosiksi eli nanoselluloosaksi. Yksi merkittävin nanoselluloosan teollista hyödyntämistä hidastava tekijä on tähän asti ollut kustannustehokkaiden valmistusmenetelmien puuttuminen. Lisäksi työssä tutkittiin selluloosananokuitujen soveltuvuutta uudentyyppisiin filmirakenteisiin valmistamalla nanohuokoisia komposiittimembraaneita vedenpudistukseen sekä barrier-filmejä pakkausmateriaaleihin.

Työssä käytetyillä kemiallisilla esikäsittelyillä voitiin valmistaa tehokkaasti sekä ns. nanofibrilloitua että nanokiteistä selluloosaa. Esikäsittelyillä saatiin lisäksi liitettyä selluloosaan funktionaalisia ryhmiä, joilla pystyttiin säätämään nanokuitujen pinta-ominaisuuksia. Alustavissa kokeissa nanohuokoisella komposiittimembraanilla saavutettiin lähes kaupallista ultrasuodatusmembraania vastaavat ominaisuudet. Nanoselluloosasta valmistettu barrier-filmi esti tehokkaasti hapenläpäisyä ja oli mekaanisesti vahva, jolla oli potentiaalia toimia suojaavana pakkausmateriaalina.