Kuitu- ja partikkelitekniikka

Tutkimuksemme keskittyy erilaisiin uusiin nanorakenteisiin biomateriaaleihin, niiden valmistukseen, ilmiöihin ja sovelluksiin. Tutkimuskohteenamme ovat selluloosan nanomateriaalit ja lukuisat muut luonnon nanorakenteet sekä lignoselluloosapohjaiset hybridimateriaalit. Keskeinen osa tutkimustamme ovat vihreään kemiaan pohjautuvat menetelmät biomateriaalien modifioinnissa.

Tutkimuksemme tavoitteena on löytää uusia käyttökohteita teollisuudessa syntyville mineraalisille sivuvirroille. Keskeisimpänä sovelluskohteena ovat erilaiset sementtimäiset materiaalit, kuten geopolymeerit. Tutkimuksemme keskittyy materiaalien reaktiivisuuden ymmärtämiseen, materiaalien prosessointiin sekä lopputuotteen ominaisuuksien tutkimukseen. Myös materiaalien turvallisuus niin ympäristölle kuin loppukäyttäjillekin on tutkimuksessamme keskeistä.

Lue lisää tutkimusryhmästä täältä »

Tutkimuksen tavoite on syventää ymmärrystämme epäorgaanisten sideaineisiin liittyvien ilmiöiden ymmärryksessä, sekä kehittää niihin liittyviä innovatiivisia prosesseja. Yksi ajankohtainen  tutkimuskohteemme on magnesiumin mahdollisuudet sementin korvaajana sekä hiilidioksidin sitojana. Magnesiumilla on hyvät mahdollisuudet korvata hiilidioksidi-intensiivinen kalsium monissa käyttökohteissa, kuten sementissä. Pullonkaulana on kuitenkin suuret aukot siihen liittyvässä  ilmiötuntemuksessa ja kokeellisessa sekä teoreettisessa tutkimuksessa.

Lue lisää tutkimusryhmästä täältä »

Ludovici, Feliciana; Hartmann, Robert; Liimatainen, Henrikki (2022) Aqueous bifunctionalization of cellulose nanocrystals through amino and alkyl silylation: functionalization, characterization, and performance of nanocrystals in quartz microflotation. Cellulose.
https://doi.org/10.1007/s10570-022-04961-4

Abdorahimzadeh, Seyedamirhosein; Pratiwi, Feby W.; Vainio, Seppo J.; Liimatainen, Henrikki; Elbuken, Caglar (2023) Interplay of electric field and pressure-driven flow inducing microfluidic particle migration. Chemical Engineering Science.
https://doi.org/10.1016/j.ces.2023.118754

Perumal, Priyadharshini; Sreenivasan, Harisankar; Luukkonen, Tero; Kantola, Anu M.; Telkki, Ville-Veikko; Kinnunen, Paivo; Illikainen, Mirja (2021) High strength one-part alkali-activated slag blends designed by particle packing optimization. Construction and Building materials.
https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.124004

Yu, Yangmei; Perumal, Priyadharshini; Corfe, Ian J.; Paul, Tirthankar; Illikainen, Mirja (2023) Combined granulation–alkali activation–direct foaming process: A novel route to porous geopolymer granules with enhanced adsorption properties. Materials & Design.
https://doi.org/10.1016/j.matdes.2023.111781

Kandintyö kuitu- ja partikkelitekniikan tutkimusyksikössä on joko kirjallisuuskatsaus tai kokeellinen tutkimustyö liittyen käynnissä oleviin projekteihin. Aiheita on laajasti epäorgaanisesta kiertotaloudesta lignoselluloosapohjaisiin materiaaleihin sekä biotuotetekniikan prosesseihin. Aiheissa on mahdollista hyödyntää myös opiskelijan kesätyökokemusta tai mielenkiinnon kohteita.

Yhteyshenkilönä toimii yliopistonlehtori Elisa Koivuranta. Voit olla yhteydessä sähköpostilla elisa.koivuranta@oulu.fi.

Asiasanoja: Biotekniikka, vihreä kemia, lignoselluloosapohjaiset materiaalit, materiaalitehokkuus, sivuvirtojen hyödyntäminen, geopolymeerit

Kuitu- ja partikkelitekniikan tutkimusryhmä ohjaa diplomitöitä kierto- ja biotalouteen liittyen. Yhteyshenkilönä toimii yliopistonlehtori Elisa Koivuranta. Voit olla yhteydessä sähköpostilla etunimi.sukunimi@oulu.fi.

Jatkotutkintona voi suorittaa tekniikan tohtorin tutkinnon. Jatko-opintojen määrä poisluettuna opinnäytetyö on 40 op. Yksikkömme auttaa opiskelijaa opintokurssien valinnassa siten, että opinnot muodostavat kokonaisuuden, joka tukee jatko-opintojen alan kokonaisymmärrystä ja auttaa opinnäytetyön tekemisessä.

Jatko-opintojen merkittävin osa on opinnäytetyö, jonka tekemiseen kuluu valtaosa jatko-opintoihin käytettävästä ajasta. Yksikössämme annetaan ohjausta opinnäytetyön tekemiseen. Ohjauksen tavoitteena on opastaa tekijää tieteellisesti uutuusarvoisten asioiden tutkimiseen ja huolehtia tulosten raportoinnista vaaditulla tavalla.

Usein jatko-opiskelija työskentelee apurahan turvin tai saa palkkaa tutkijakoululta tai tutkimusprojektilta. Jatko-opintoja voi tehdä myös työn ohessa.

Ilmoitamme vapaista tohtorikoulutettavien paikoista Saimassa. Jatko-opintoasioissa kysymyksiin vastaavat professori Mirja Illikainen tai professori Henrikki Liimatainen.  Lisätietoja löydät Oulun yliopiston tutkijakoulun sivuilta.

Selluloosalaboratoriomme on varusteltu nano- ja mikroselluloosan valmistuslaitteistolla, johon kuuluvat

• mikrofluidisaattori, homogenisaattori ja supermass colloider -jauhin
• analysaattorit partikkeleiden koon ja pintavarauksen määritykseen
• kuituanalysaattori
• analyyttinen sentrifugi dispersioiden ja emulsioiden mittaukseen
• mikroflotaatio-laite
• laitteisto paperiarkkien valmistukseen ja testaukseen
• materiaalien mekaanisten ja barrier-ominaisuuksien mittaukseen soveltuvat laitteistot ja laboratoriot
• laitteistot lignoselluloosan muokkaukseen ja analysointiin (mm. NMR, FT-IR, elektronimikroskopia ja XRD).

Kiertotalouden materiaalitutkimuksen mahdollistaa ajantasaiset laboratoriotilat, joissa voimme valmistaa ja analysoida erilaisia sideaineita, kuten geopolymeereja, laasteja ja betonia. Laboratoriostamme löytyvällä laitteistolla voidaan mitata mm.

• materiaalien puristus- ja taivutuslujuutta (Zwick Z100)
• kemiallisia ominaisuuksia ja mikrorakenteita (esim. FESEM-EDS, STEM-EDX, XRD, FTIR, XRF, ICP, XPS, TG-Raman, NMR)
• materiaalien ympäristökelpoisuutta.

Lisäksi meillä on useita erilaisia jauhatus-, seulonta- ja luokittelulaitteita materiaalien prosessointiin.