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 »

Akhlamadi, Golnoosh; Goharshadi, Elaheh K.; Liimatainen, Henrikki (2022) Ultrahigh fluid sorption capacity of superhydrophobic and tough cryogels of cross-linked cellulose nanofibers, cellulose nanocrystals, and Ti3C2Tx MXene nanosheets. Journal of Materials Chemistry A.
https://doi.org/10.1039/D2TA06437E

Yue, Xin; Suopajärvi, Terhi; Sun, Shirong; Mankinen, Otto; Mikkelson, Atte; Huttunen, Harri; Komulainen, Sanna; Romakkaniemi, Idamaria; Ahola, Juha; Telkki, Ville-Veikko; Liimatainen, Henrikki (2022) High-purity lignin fractions and nanospheres rich in phenolic hydroxyl and carboxyl groups isolated with alkaline deep eutectic solvent from wheat straw. Bioresource Technology.
https://doi.org/10.1016/j.biortech.2022.127570

Perumal, Priyadharshini; Niu, He; Kiventerä, Jenni; Kinnunen, Paivo; Illikainen, Mirja (2020) Upcycling of mechanically treated silicate mine tailings as alkali activated binders. Minerals Engineering.
https://doi.org/10.1016/j.mineng.2020.106587

Luukkonen, Tero; von Gunten, Urs (2022) Oxidation of organic micropollutant surrogate functional groups with peracetic acid activated by aqueous Co(II), Cu(II), or Ag(I) and geopolymer-supported Co(II). Water Research.
https://doi.org/10.1016/j.watres.2022.118984

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.