RR-tietopalvelu -hankekuvaus A77876, Kohti vihreää elektroniikkaa: Biopohjaiset ja ympäristöä säästävät (mikro)elektroniikan sovellukset

3 Suunnitelman mukainen tiivistelmä toteutuksesta

Hankkeen tavoitteena on luoda uusia vihreitä, toiminnallisia elektroniikan ja tietoliikenne sovelluksia ja komponentteja (esim. biosensorit, elektrodit, piirilevyt ja komponenttialustat), jotka pohjautuvat vähähiilisiin selluloosa- ja hiilimateriaaleihin ja muihin biomateriaaleihin. Hanke toteutetaan Oulun yliopiston biomateriaalien (Kuitu- ja partikkelitekniikka) ja elektroniikan (Mikroelektroniikka) tutkimusryhmien yhteistyönä, ja hankkeessa on mukana sekä biotalouden että elektroniikan yritystoimijoita. Vihreille elektroniikan materiaaleille ja komponenteille on ympäristönäkökohdat ja kierrätys huomioiden tulevaisuudessa huomattava tarve digitaalisissa sovelluksissa, eikä vähähiilisiä materiaaleja juurikaan vielä hyödynnetä -elektroniikan komponenteissa ja lopputuotteissa. Hankkeessa kiinnitetään erityistä huomiota kehitettävien materiaalien kestävyyteen, biopohjaisuuteen, toiminnallisuuteen ja kierrätettävyyteen. Hankkeessa yhdistyvät sekä digitalisaation että vihreän talouden (erityisesti vähähiilisyys) näkökohdat, ja sen vaikutuksesta on mahdollisesta luoda erittäin merkittävää uutta alueellista tutkimus- ja liiketoimintaa (mm. printatun elektroniikan infrastruktuurin hyödyntäminen). Tämä hanke auttaa vahvistamaan biotalouden ja ICT/elektroniikka-alan tutkimusta ja koulutusta sekä aktivoi uutta yritystoimintaa Pohjois-Pohjanmaalla. Hankkeen yleisessä toiminnassa kuten kehitystyössä, rekrytoinneissa, ohjauksessa sekä ohjausryhmän kokoonpanossa huomioidaan selkeästi sukupuolten välinen tasa-arvo. Hanke tukee keskeisesti Oulun alueellisia tavoitteita ja Pohjois-Pohjanmaan maakunnan toimintasuunnitelmaa (2021-2022). Päätavoite on hyödyntää metsäteollisuuden biopohjaisia vähähiilisiä materiaaleja (kemiallinen selluloosa, nanoselluloosa, selluloosan kaupalliset johdannaiset, biohiili) ja jatkojalostaa niitä uudentyyppisiksi toiminnallisiksi materiaaleiksi käytettäviksi elektroniikan sovelluksissa. Hanke koostuu viidestä työpaketista:

TP1: Biopohjaisten materiaalien kehitys elektroniikan sovelluksiin,
TP2: Hiilimateriaalien kehitys elektroniikan sovelluksiin,
TP3: Biopohjaisten hybridimateriaalien valmistus valittuihin elektroniikan sovelluksiin,
TP4: Valmistettujen uusien vähähiilisten materiaalien testaus ja vertailu olemassa oleviin tuotteisiin ja
TP5: Teknis-taloudellinen analyysi valmistuskonsepteista ja uusista materiaaleista.

Hanke kehittää ja verkostoi sekä alueen olemassa olevaa vahvaa biomateriaalien että elektroniikan tutkimusosaamista ja vahvistaa yritysten kilpailukykyä luomalla uusia, markkinalähtöisiä teknisiä konsepteja kasvaviin vihreän elektroniikan sovelluksiin. Alueen biotalouden ja digitaalisuuden osaaminen on korkealla tasolla, mutta alojen yhteistyö ja uudet avaukset ovat edelleen vähäisiä. Hanke tukee siten alueen digitalisaation edistämistä ja yhteiskunnan hiilineutraalisuustavoitteen toteutumista. Biopohjaiset, vähähiiliset ja toiminnalliset elektroniikan komponentit tarjoavat uutta liiketoimintaa raaka-ainetoimittajille ja erityisesti materiaalia hyödyntäville elektroniikan lopputuotevalmistajille. Digitalisaation edistäminen näistä näkökohdista luo kansainvälisestikin täysin uusia tutkimus ja liiketoimintamahdollisuuksia ja elvyttää COVID-19 pandemiasta aiheutuneita negatiivisia vaikutuksia alueen liiketoiminnalle, tuotekehitykselle ja investoinneille sekä auttaa palautumisessa korona-ajan jälkeisissä toimissa. Yhdistämällä syntynyt osaaminen laajempiin alueellisiin tutkimusinfrastruktuureihin (mm. Suomen Akatemian rahoittama painettavan älykkyyden tutkimusinfrastruktuuri) voidaan saada merkittäviä uusia strategisia tutkimusavauksia ja kaupallisia tuoteinnovaatioita jo lyhyellä aikavälillä. Hankkeen tuloksena saadaan osaamista ja tietoa uusien vähähiilisten materiaalien soveltuvuudesta kaupallisten elektroniikkasovellusten tuotantoon ja luodaan uutta strategista tutkimusta ja liiketoimintaa yhteistyössä alueen biotalouden ja elektroniikan tutkimuksen sekä kaupallisten toimijoiden välille. Näiden pohjalta saadaan uusia potentiaalisia biopohjaisia ja vihreitä elektroniikkatuotteita (mm. sensori-, komponentti- ja EMI suojausalustat).

4 Hankkeen kohderyhmät

4.1 Varsinaiset kohderyhmät

Hankkeen varsinaisena kohderyhmänä on Oulun yliopisto ja erityisesti sen biotalous- ja elektroniikan tutkimusalat (mm. 6G -tutkimus, kestävyyttä luovat materiaalit, painettava elektroniikka jne.). Muita kohderyhmiä ovat yleisesti biotalouden ja teknologialan pk-yritystoimijat sekä suuret yritykset, erityisesti bioraaka-aineiden tuottajat (selluloosapitoiset kuitutuotteet: esim. Metsä Fibre, Stora Enso), biotuottajat (uusia konsepteja kehittävät pk-yritykset kuten Brightplus, Chempolis ja Spinnova) ja elektroniikka/tietoliikennetekniikan tuotteita valmistavat yritykset (mm. Screentec, Bittium, Verkotan ja Carbodeon). Hanke yhdistää Oulun yliopiston osaamista suurten ja pk-yritysten kanssa luomalla -elektroniikan tuotteistusketjun, jossa esimerkiksi teollisuuslaitoksen selluloosapohjaisia kuitujakeita voidaan jalostaa pk-yritysten toimesta uusiksi vähähiilisiksi elektroniikka-antureiksi ja siis edelleen korkean jalostusarvon biotuotteiksi.

4.2 Välilliset kohderyhmät

Projektin välillisiä kohderyhmiä ovat digitaalisten sovellusten kehittämiseen liittyvät yritykset ja julkiset laitokset (mm. VTT) sekä niihin liittyvä logistiikka ja mittauspalvelujen tuottajat. Näiden toimijoiden intressit realisoituvat hankkeen jälkeisessä seuraavassa vaiheessa, jolloin kehitettäviä tuotteita skaalataan pilot-/esikaupalliseen tuotantoon. Lisäksi hankkeen välilliseen kohderyhmään kuuluvat kunnalliset kehittämisorganisaatiot, oppilaitokset sekä näiden sidosryhmät.

5 Projektin julkinen rahoitus, euroa

Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 159 998

Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 158 508

Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 189 998

Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 188 245

6 Maantieteellinen kohdealue

Maakunnat: Pohjois-Pohjanmaa

Seutukunnat: Oulun

Kunnat: Oulu

Toteutuspaikan osoite, jos hanke toteutetaan yhdessä paikassa

Jakeluosoite: Erkki Koiso-Kanttilankatu

Postinumero: 90014

Postitoimipaikka: Oulun yliopisto, Oulu

7 Hakemusvaiheessa ilmoitettavat arviot hankekohtaisista seurantiedoista

7.1 Uusien työpaikkojen määrä (kysytään vain erityistavoitteisiin 1.1, 2.1 ja 3.1 kuuluvissa hankkeissa)

Suunniteltu: 0, joihin työllistyvät naiset 0

Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joihin työllistyvät naiset 0.00

7.2 Uusien yritysten määrä (kysytään vain erityistavoitteeseen 1.1 kuuluvissa hankkeissa)

Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0

Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joista naisten perustamia 0.00

8 Horisontaaliset periaatteet

8.1 Sukupuolten tasa-arvo

Hankkeessa on tehty toimintaympäristön analyysi sukupuolinäkökulmasta: Kyllä

Hankkeen aihepiirit liittyvät keskeisesti tekniikkaan, jotka ovat perinteisesti olleet miesvaltainen toimi- ja osaamisala. Toisaalta oleellisena osana tätä hanketta ovat uudet vihreät ympäristöteknologiat, jotka puolestaan kiinnostavat tutkimusten mukaan enemmän naisia kuin miehiä (mm. Schahn&Holzer 1990 ja Sjøberg & Schreiner, 2008). Tämän vuoksi oletamme, että hanke edistää naisten osallistumista ja työllistymistä alalle. Tätä puoltavat myös tutkimustulokset, joiden mukaan naiset pyrkivät käytöksellään ja toiminnallaan vaikuttamaan miehiä aktiivisemmin ympäristön hyvinvointiin (Sjober&Scheiner, 2008). Biotalouden ja ICT/elektroniikka-alan vahvistaminen tutkimukseen, koulutukseen ja uuden yritystoiminnan aktivointiin panostamalla on nähtävä tärkeäksi Pohjois-Pohjanmaalla.

Sukupuolinäkökulma on huomioitu hankkeen toiminnassa (valtavirtaistaminen): Kyllä

Hankkeen yleisessä toiminnassa kuten kehitystyössä, rekrytoinneissa, ohjauksessa sekä ohjausryhmän kokoonpanossa huomioidaan selkeästi sukupuolten välinen tasa-arvo. Hankkeeseen osallistuvat henkilöt edustavat molempia sukupuolia, ja he toimivat sekä ohjaajina että hankkeen toteutuksessa. Osallistuvien yritysten edustajat ohjausryhmässä edustavat sekä naisia että miehiä. Sekä Mikroelektroniikan että Kuitu- ja Partikkelitekniikan yksiköiden esimiehet ovat naisia ja naistutkijoita on huomattava osa molempien yksiköiden henkilökunnasta.

Hankkeen päätavoite on sukupuolten tasa-arvon edistäminen: Ei

Hankkeen toiminnassa kuten kehitystyössä, rekrytoinneissa, ohjauksessa ja ohjausryhmän kokoonpanossa huomioidaan sukupuolten välinen tasa-arvo. Hankkeeseen osallistuvat henkilöt edustavat molempia sukupuolia, ja he toimivat sekä ohjaajina että hankkeen toteutuksessa. Osallistuvien yritysten edustajat ohjausryhmässä edustavat sekä naisia että miehiä.

8.2 Kestävä kehitys

	Välitön	Välillinen
Ekologinen kestävyys
Luonnonvarojen käytön kestävyys	10	6
Hanke kehittää vihreää vähähiilistä teknologiaa selluloosapitoisten kuitujen jatkojalostamiseksi. Sekä prosessi, raaka-aineet että lopputuotteet ovat ekologisesti kestäviä ja korvaavat haitallisia prosesseja ja monia öljypohjaisia materiaaleja. Hanke kohdentuu myös uusiutuviin raaka-aineisiin, mikä omalta osaltaan edistää luonnonvarojen kestävää käyttöä.
Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen	6	4
Hanke hyödyntää biopohjaisia, CO2-neutraaleja materiaaleja, joiden avulla korvataan nykyisiä elektroniikkatuotteita. Antureiden ja sensoreiden paikallinen tuotanto ja käyttö on logistisesti edullista, millä on positiivinen vaikutus hiilidioksidipäästöihin.
Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus	4	4
Hanke perustuu vihreisiin, vähähiilisiin ja kestäviin valmistusmenetelmiin, jotka eivät tuota merkittävästi haitallisia päästöjä luontoon.
Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen)	2	3
Hanke perustuu vihreisiin, kestäviin muokkaustekniikkoihin, jotka eivät tuota merkittävästi haitallisia päästöjä luontoon. Lisäksi valmistetut ICT-tuotteet ovat kierrätettäviä, joka tukee myös luonnon monimuotoisuutta.
Natura 2000 -ohjelman kohteet	0	0
Hankkeella ei ole välillistä eikä välitöntä yhteyttä Natura2000-ohjelmaan.
Taloudellinen kestävyys
Materiaalit ja jätteet	5	3
Hankkeessa on mahdollista hyödyntää raaka-aineena myös vähän käytettyjä uusiutuvia biomassaraaka-aineita. Myös esim. maa- ja metsätalouden jätejakeita voitaneen jatkossa hyödyntää uusien tuotteiden lähteenä.
Uusiutuvien energialähteiden käyttö	1	1
Hanke ei suoranaisesti liity energiantuotantoon, mutta prosesseissa kuluva energia voidaan tuottaa mahdollisuuksien mukaan uusiutuvilla energialähteillä.
Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen	2	4
Hankkeessa kehitettävät tuotteet ovat integroitavissa nykyisiin tuotantolaitoksiin. Tämä luo alueelle uusia työpaikkoja ja yritystoimintaa.
Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen	1	1
Hankkeessa sivutuotteena syntyvä toimintamalli on mahdollista tuotteistaa ja markkinoida eteenpäin.
Liikkuminen ja logistiikka	4	2
Hankkeessa kehitettävät vähähiiliset tuotteet korvaavat olemassa olevia tuotteita, ja vähentää näiden tuotteiden kuljetukseen liittyviä kustannuksia.
Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus
Hyvinvoinnin edistäminen	5	5
Hanke edistää alueen työllisyyttä, luo uusia liiketoimintamahdollisuuksia ja kehittää tutkimusta ja koulutusta Oulun yliopistossa.
Tasa-arvon edistäminen	0	0
Kts. edelliset kohdat
Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus	0	0
Hankkeella ei oleteta olevan erityisiä yhteiskunnalliseen tai kulttuuriseen yhdenvertaisuuteen liittyviä vaikutuksia.
Kulttuuriympäristö	0	0
Hankkeella ei oleteta olevan erityisiä yhteyksiä kulttuuriympäristöön.
Ympäristöosaaminen	4	2
Hanke perustuu kestävien ympäristön kuormitusta minimoiviin tekniikoihin ja hyödyntää myös jäte-/sivuvirtoja.

9 Loppuraportin tiivistelmä

Hankkeen tavoitteena oli luoda uusia vihreitä, toiminnallisia elektroniikan ja tietoliikenne sovelluksia ja komponentteja (esim. biosensorit, elektrodit, piirilevyt ja komponenttialustat), jotka pohjautuivat vähähiilisiin selluloosa- ja hiilimateriaaleihin ja muihin biomateriaaleihin. Hanke toteutettiin Oulun yliopiston biomateriaalien (Kuitu- ja partikkelitekniikka) ja elektroniikan (Mikroelektroniikka) tutkimusryhmien yhteistyönä, ja hankkeessa oli mukana sekä biotalouden että elektroniikan yritystoimijoita. Vihreille elektroniikan materiaaleille ja komponenteille on ympäristönäkökohdat ja kierrätys huomioiden tulevaisuudessa huomattava tarve digitaalisissa sovelluksissa, eikä vähähiilisiä materiaaleja juurikaan vielä hyödynnetä -elektroniikan komponenteissa ja lopputuotteissa. Hankkeessa kiinnitettiin erityistä huomiota kehitettävien materiaalien kestävyyteen, biopohjaisuuteen, toiminnallisuuteen ja kierrätettävyyteen. Hankkeessa yhdistyivät sekä digitalisaation että vihreän talouden (erityisesti vähähiilisyys) näkökohdat. Päätavoite oli hyödyntää metsäteollisuuden biopohjaisia vähähiilisiä materiaaleja (kemiallinen selluloosa, nanoselluloosa, selluloosan kaupalliset johdannaiset, biohiili) ja jatkojalostaa niitä uudentyyppisiksi toiminnallisiksi materiaaleiksi käytettäviksi elektroniikan sovelluksissa.
Biopohjaiset, vähähiiliset ja toiminnalliset elektroniikan komponentit tarjoavat uutta liiketoimintaa raaka-ainetoimittajille ja erityisesti materiaalia hyödyntäville elektroniikan lopputuotevalmistajille. Digitalisaation edistäminen näistä näkökohdista voi luoda kansainvälisestikin täysin uusia tutkimus ja liiketoimintamahdollisuuksia ja elvyttää COVID-19 pandemiasta aiheutuneita negatiivisia vaikutuksia alueen liiketoiminnalle, tuotekehitykselle ja investoinneille sekä auttaa palautumisessa korona-ajan jälkeisissä toimissa. Hankkeen tuloksena saatiin osaamista ja tietoa uusien vähähiilisten materiaalien soveltuvuudesta kaupallisten elektroniikkasovellusten tuotantoon ja luotiin uutta strategista tutkimusta ja liiketoimintaa yhteistyössä alueen biotalouden ja elektroniikan tutkimuksen sekä kaupallisten toimijoiden välille. Näiden pohjalta voidaan saada uusia potentiaalisia biopohjaisia ja vihreitä elektroniikkatuotteita (mm. sensori-, komponentti- ja EMI suojausalustat).
Hankkeen aikana suoritettiin 5 erillistä työpakettia. Hanke aloitetiin kirjallisuusselvityksellä erilaisista aerogeeleistä ja niiden muokkauksesta elektroniikan sovelluksiin sopiviksi alustoiksi (TP1). Päätavoitteena hankkeessa oli kehittää uusia biopohjaisia tuotteita elektroniikan sovelluksiin, joita ovat esim. elektromagneettiset suodattimet ja RF-linssit. Erityisesti hankkeessa keskityttiin elektromagneettisiin suodattimiin (ns. EMI-materiaalit). Selluloosapohjaisia EMI-materiaaleja ja niiden ominaisuuksia verrattiin kaupallisiin referenssimateriaaleihin (Eccosorb ja Eccostock) työpaketissa 2.
Työpaketissa 3 (TP3: Biopohjaisten hybridimateriaalien valmistus valittuihin elektroniikan sovelluksiin) tehtiin erilaisia MXeneä sisältäviä EMI-materiaaleja. Näytteitä valmistettiin käyttäen apuna nanoselluloosaa, PVA:ta ja MXeneä. Näytteitä jäädytettiin erilaisissa muoteissa sekä vaaka- että pystyjäädytyksenä, jonka avulla voitiin vaikuttaa näytteiden sisäiseen rakenteeseen ja rakenteen suuntautumiseen. Jäädytyksen avulla saatiin rakenteeseen aikaan järjestäytyneitä rakenteita jäädytysprosessin aikana, mikä mahdollistaa materiaalin EMI suojausominaisuuksien säätämisen. Sisäisen rakenteen lisäksi materiaalin pinnan muodoilla havaittiin olevan suuri merkitys säteilyn vaimentamisessa. MXene-aerogeelien tarkempi karakterisointi sisälsi runsaasti erilaisia mittauksia (mm. XRD, XPS, FESEM, TEM, Zetasizer, DAK, Terapulse, aaltoputki, simulointi). Työpaketissa 3 saatujen tulosten ja mittausaineiston pohjalta on julkaistu tieteellinen julkaisu.
Työpaketissa 4 valmistettiin dispergoituja ja kerrostettuja CNF+/VO2-filmejä yksinkertaisella suodatusmenetelmällä. Itsenäisten ja dynaamisesti säädettävien VO2/nanoselluloosakalvojen kehittäminen tarjoaa lupaavan tavan sekä parantaa langattomia signaaleja ohjaamalla niitä määrättyjä reittejä pitkin. Samalla varmistettiin tuotteiden ympäristöystävällisyys. Näissä filmeissä hyödynnettiin nanoselluloosamatriisiin upotettujen VO2-nanohiukkasten käyttäytymistä, jolloin voitiin hallita niiden sähköisiä ominaisuuksia. Tämä rakenne luo pohjan kestävälle ja mukautuvalle elektroniikalle, jossa ympäristöystävälliset toiminnalliset materiaalit mahdollistavat optimoidut radio-olosuhteet. Tämän tutkimuksen taustalla on kasvava kysyntä kestäville ja säädettäville materiaaleille, jotka on optimoitu elektronisiin toimintoihin, erityisesti sähkömagneettisten häiriöiden (EMI) suojaukseen ja uudelleenkonfiguroitaviin älypintoihin (RIS), joihin löydettiin toteuttamiskelpoisia ratkaisuja. Termosoptisia vaikutuksia hyödyntämällä ehdotetun materiaalin dielektristä permittiivisyyttä voidaan muuttaa merkittävästi vastaamaan EMI- ja RIS-sovellusten erityiskriteerit. Valmistetuilla filmeillä on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet ja niillä saavutettiin vetolujuus aina 74 MPa:iin asti, kun taas permittiivisyyden muutos oli 70 % välillä 26 - 80 °C. Lisäksi näytteen johtavuus voitiin nostaa yli 350-kertaiseksi valaistussa olosuhteessa verrattuna pimeään olosuhteeseen. Tästä aiheesta saatujen tulosten ja mittausaineiston pohjalta on tekeillä tieteellinen julkaisu.
Toisena aiheena työpaketissa 4 tutkittiin, miten bariumheksaferriitti-nanoselluloosa-aerogeelien erilaiset huokosrakenteet vaikuttivat materiaalin permittiivisyyteen ja permeabiliteettiin. Tutkimuksessa huomattiin, että suunnatut huokosrakenteet toimivat paremmin kuin satunnaiset rakenteet sekä EMI-suojaus- että mekaanisissa testeissä. Osiossa valmistettiin kolme erilaista huokosrakennetta kylmävalulla ja niitä verrattiin toisiinsa ja samalla tutkittiin vihreiden aerogeelimateriaalien kanssa yhdistetyn BaFe:n valmistusprosessia ja ominaisuuksia. Tuloksien perusteella BaFe-nanoselluloosa komposiiteilla on potentiaalia elektroniikan sovelluksissa, mutta materiaalien valmistusmenetelmä vaatii lisää kehitystyötä, jotta bariumferriitti saadaan jaettua tasaisesti selluloosamatriisiin ja siten suurempi hyöty suunnatuista huokosrakenteista. Nanokokoisten partikkelien käytöllä voitaisiin päästä haluttuun lopputulokseen. BaFe toimii EMI-suojauksessa magneettisena komponenttina ja paremman lopputuloksen saavuttamiseksi komposiittimateriaaliin tulee yhdistää jokin johtava komponentti. Jatkotutkimuksissa aerogeeleihin on siis hyvä lisätä esimerkiksi biohiiltä. Saatujen tulosten ja mittausaineiston pohjalta on tekeillä tieteellinen julkaisu ja lopputyö.
Kolmannessa aiheessa, joka tehtiin työpaketissa 4, keskityttiin kehittämään tehokkaita taajuusselektiivisiä pintoja (FSS). Ottaen huomioon langattomien viestintätekniikoiden nopea kehitys, innovatiivisille suunnittelukonsepteille tarvitaan ehdottomasti erittäin tehokkaita taajuusselektiivisiä pintoja (FSS). Tässä aiheessa keskityttiin sellaisten FSS-laitteiden luomiseen, jotka osoittavat sekä korkeaa suorituskykyä että ovat biopohjaisia ja säilyttävät samalla halutut mekaaniset ominaisuudet. Tutkimuksessa keskityttiin FSS-laitteiden muokkaamiseen vastaamaan 5G- ja 6G-teknologioiden kehittyviä vaatimuksia. Syntetisoitu nanoselluloosapohjainen FSS sisältää ympäristöystävällisen ja kustannustehokkaan laitteen, jossa on laserilla valmistettuja tarkkoja nanofilmikuvioita ja sen dielektrisenä komponenttina erittäin kevyttä nanovaahtoa. Nanoselluloosapohjaisella FSS huomattiin olevan hyvä suorituskyky permittiivisyyden suhteen laajalla taajuusalueella, eli 60 GHz–1 THz. Tämä tutkimusaihe oli kestävän tietoliikennetutkimuksen kannalta oleellinen ja sillä lisättiin tietämystä seuraavan sukupolven tietoliikennelaitteiden suunnittelussa ja toteutuksessa. Myös tästä aiheesta saatujen tulosten ja mittausaineiston pohjalta on tekeillä tieteellinen julkaisu.
Hankkeen lopussa (TP5) on määritetty kustannusarvio kahdelle erilaiselle sellupohjaiselle lopputuotteelle (Mxene-EMI-suodatin ja BaFe-EMI-suodatin) ja koko valmistusprosessille niitä valmistettaessa. Laskelmien mukaan yksi gramma Mxene-EMI-materiaalia maksaa 10 euroa ja BaFe-EMI-suodatin maksaa puolestaan 25 senttiä. Laskelmia laadittaessa huomattiin, että erityisesti Mxene:n korkea hinta (100000 €/kg) on erittäin merkittävä lopputuotteen hinnan kannalta muiden materiaali- ja valmistuskustannusten jäädessä maltillisiksi verrattuna Mxeneen. BaFe:in hinta (8.7 €/kg) on erittäin maltillinen verrattuna Mxene:en, mutta myös BaFe-EMI-suodattimien valmistuksessa merkittävin kulu oli raaka-aineen (BaFe) hinta. EMI-suojauksen kannalta Mxeneä sisältävät suodattimet olivat kuitenkin ylivertaisia verrattuna BaFe sisältäviin EMI-suodattimiin verrattuna ja olivat erittäin vertailukelpoisia nykyisin käytössä olevien kaupallisten vertailumateriaalien kanssa. Hankkeessa keskityttiin sekä biopohjaisiin että vihreisiin toiminnallisiin materiaaleihin ja lopputuotteen valmistushinta ei ollut niin keskeinen tekijä.
Yhteenvetona voidaan todeta, että hyvin toimivia ja biopohjaisia EMI-suodattimia saatiin valmistettua selluloosapohjaisista materiaaleista. Nämä EMI-suodattimet olivat biopohjaisia ja niitä voitaisiin valmistaa myös kierrätyskuiduista. Näin ollen hankkeessa löydettiin uusia vihreitä vaihtoehtoja selluloosapohjaisten materiaalien jalostamiseksi uusiksi EMI-suodatin tuotteiksi.

Euroopan aluekehitysrahaston (EAKR) rahoittaman hankkeen kuvaus

1 Hanke

2 Hakijan perustiedot