Tutkimusteemat

Kestävyyttä luovat materiaalit ja järjestelmät

 

Kehittyneiden terästen kestävä valmistus ja käyttö

Oulun yliopiston terästutkimus on monitieteistä. Tutkimustyö sisältää fysikaalisen ja prosessimetallurgian, sovelletun matematiikan, biomimetiikan ja mineralogian sekä kemian, mekaniikan, tuotannon ja automaatio- ja säätötekniikan tutkimusta. Erikoisaloja ovat äärimmäisen lujien ruostumattomien terästen ja rakenneterästen metallurgia. Näillä aloilla Oulun yliopisto sijoittuu maailman parhaiden tutkimuslaitosten joukkoon.

Katalyytit kestävyyttä luovien ympäristöteknologioiden mahdollistajina

Lähes kaikki teollinen tuotanto perustuu katalyyttien käyttöön prosesseissa. Oulun yliopisto on profiloitunut katalyysiin pohjautuvien kestävien prosessien ja innovatiivisten ympäristöteknologioiden tutkimiseen. Oulun yliopiston laaja-alainen osaaminen tarjoaa erinomaisen maaperän uusille monitieteellisille avauksille ja katalyysiin pohjautuvien teknologioiden kehittämiselle. Katalyysitutkimuksen kansainvälisessä kärjessä ovat titaanioksidit ja nanokuidut, VOC-yhdisteiden katalyyttinen käsittely ja hyötykäyttö, pakokaasukatalyysi, diesel-hapetuskatalyytit, CNT-katalyytit ja vedyntuotanto ja ympäristökatalyysi (environmental catalysis). Katalyysitutkimuksen tuloksia voidaan soveltaa laaja-alaisesti eri teollisuuden aloilla esimerkkeinä biojalostamot, kaivannaisteollisuus, kemian teollisuus, metallurginen teollisuus ja cleantech-sektori.

Lignoselluloosapohjaiset biomateriaalit teollisuuden uudistajina

Biomateriaalien kärkiteema edistää pohjoisen uusiutuvien luonnonvarojen, erityisesti metsäbiomassan kestävää teollista hyödyntämistä. Oulun yliopiston tutkimus kohdistuu erityisesti lignoselluloosan kemialliseen ja biokemialliseen muokkaamiseen uusiksi vihreiksi kemikaaleiksi ja materiaaleiksi, biojalostuskonseptien kehitykseen, biokomposiitteihin ja nanoselluloosan valmistukseen. Lisäksi tutkimuksessa painottuvat uudet kestävät sovellukset mm. vesien puhdistukseen ja käsittelyyn sekä teknisten materiaalien kehitykseen. Kansainvälistä kärkeä edustavat selluloosapohjaiset vesien käsittelymateriaalit, selluloosakomposiitit, funktionalisoidut nanoselluloosat ja non-wood -lignoselluloosan biojalostusteknologiat.

Kestävyyttä luovien materiaalien spektroskopia ja kuvantaminen

Oulun yliopisto on kansallisessa kärjessä useiden keskeisten materiaalitutkimuksen menetelmien käytössä ja kehittämisessä. Menetelmiä ovat mm. ultranopea monidimensionaalinen Laplace NMR -tekniikka materiaalien ominaisuuksien selvittämiseen makromolekyylisysteemeissä, NMR-etähavaitsemistekniikka reaktioiden kuvantamiseen, synkrotronisäteilypohjainen spektroskopia ja kuvantaminen pehmeiden materiaalien rakenneanalyysiin sekä NMR- ja fotonispektroskopioiden teoria ja laskenta.

Oulun yliopistossa toimivat Suomen ainoa materiaalitieteen NMR-menetelmäryhmä sekä johtavat synkrotronisäteilyn hyödyntämisen ja ihmiskudosten MRI- ja NMR-karakterisoinnin tutkijat. Menetelmäosaaminen tuottaa uuden tieteellisen tiedon lisäksi kaupallistettavia innovaatioita ja uusia sovelluksia teollisuuden tarpeisiin.

Geologiset luonnonvarat ja kestävät materiaaliratkaisut

Teollisuus tuottaa vuosittain miljoonia tonneja epäorgaanisia jätteitä ja sivutuotteita. Oulun yliopiston tutkimuksella kehitetään ratkaisuja näiden jätevirtojen hyödyntämiseen uusien korkea-arvoisten materiaalien valmistuksessa. Materiaalitutkimuksen tärkein kohde ovat uudet epäorgaaniset sideaineet, erityisesti geopolymeerit, joita voidaan käyttää sementin sijasta rakennusmateriaaleissa. Muita sovelluskohteita ovat mm. korkean lämpötilan keraamimateriaalit, erilaiset komposiitit ja vesien puhdistuksessa käytettävät adsorbentit. Oulun yliopiston kaivannaisalan tutkimus kattaa ainoana Suomessa tutkimusalat geologisten luonnonvarojen etsinnästä mineraalien jalostukseen ja uusiokäyttöön ja yhä enemmän myös niihin liittyvään taloudelliseen tutkimukseen. Korkeatasoisinta Oulun yliopistossa ovat geokemiallinen, sedimentologinen ja geofysikaalinen perustutkimus, mineraalien rikastustekniikan, kaivosympäristönsuojelu ja geomateriaalien tutkimus sekä epäorgaanisen kemian analytiikan osaaminen.

Kestävä resurssitehokas talous

Oulun yliopistossa yhdistyvät luonnonvarojen ja ympäristön taloudellisen arvottamisen sekä materiaali- ja biotalouden osaamiset ainutlaatuiseksi kokonaisuudeksi, jolla on vahva potentiaali kansainvälisiin avauksiin. Keskeisenä kärkiteeman tavoitteena on kehittää menetelmällisiä valmiuksia kestävän kehityksen arviointiin. Analysoinnin ja mallintamisen kohteina voivat olla kaikki fokusalueen kärkiteemat: materiaalien spektroskopia, lujat teräkset, kaivannaisteollisuus, biomateriaalit ja katalyysitutkimus sekä biotalouden vaikutukset vesiympäristöön. Tutkimuksen kohteina ovat myös energiatalouteen liittyvät materiaalikysymykset, ja tavoitteena on kehittää uusia teknistaloudellisia ratkaisuja aurinko- ja tuulivoiman mahdollisimman laaja-alaiseen ja kustannustehokkaaseen käyttöön. Tutkimus on holistinen sisältäen mm. uusiutuvien energioiden vuorovaikutuksen vaikutusten tutkimisen virtavesien säännöstelyyn ja ympäristöön.