“Kõige põnevam on kogu protsess ise, kuidas me suudame arendada materjale, mis on keskkonnasäästlikumad ja millel on väga palju erinevaid praktilisi rakendusi,” ütleb Tallinna Tehnikaülikooli uurija-professor Andres Krumme.

Tema juhitava labori õppe- teadus- ja arendustöö on tihedalt seotud TalTechi rahvusvahelise puidu-, plasti- ja tekstiilitehnoloogia magistrikavaga (KVEM õppekava), mis ühendab teadmised ja oskused kolmest eri valdkonnast, et kujundada keskkonnasõbralikum ja innovatiivsem tööstus.

Professor Jaan Kers, kes on ühtlasi õppekava juht, rõhutab KVEM-i õppekava mitmekülgsust ja olulisust: “KVEM on unikaalne, sest seob kolm olulist materjalivaldkonda – puidu, plasti ja tekstiili – mille ristumiskohad on just need, kus sünnib suurim innovatsioon.”

Tema sõnul vajab kaasaegne tööstus spetsialiste, kes suudavad mõista ja rakendada kestlikkuse põhimõtteid kogu väärtusahelas: “Me ei arenda ainult materjale, vaid kujundame ka mõtteviisi.”

Fossiilse plasti alternatiiv on tselluloosi põhine bioplast

TalTechi biopolümeeride tehnoloogia laboris arendatakse riikliku ressursside väärindamise toetusmeetme TemTA 103 raames uusi materjale, mis põhinevad puidust saadud tselluloosil. “Puidust eraldatakse tselluloos, mida me modifitseerime taimsete õlide abil. Need pärinevad näiteks Eesti tööstustest. Ja sellest saame plastilaadse materjali,” selgitab Krumme.

Biopolümeeride arendustöös on keskne eesmärk asendada fossiilsed plastid keskkonnasõbralike alternatiividega. “Meie arendatavad materjalid sobivad hästi pakenditööstusesse, sest neid saab kasutada näiteks paberi- või papi-põhiste pakendite niiskuskindlamaks muutmiseks,” selgitab Krumme. Sellised materjalid võiksid asendada seniseid polüetüleenikilesid, mille lagunemine looduses võtab aastakümneid.

Teiseks suureks suunaks on põllumajandus: “Kavandame lamineeritud kartongist tooteid, mis pärast kasutust maasse kündmisel lagunevad ega jäta mikroplasti,” kirjeldab Krumme. Sellised biolagunevad katted võivad tulevikus asendada tavapäraseid kattekilesid, mida kasutatakse näiteks istandustes ja kasvuhoonetes.

Kolmandaks kasutusvaldkonnaks on Krumme sõnul erinevad vormitooted: “Komponendid, tarvikud ja muud esemed, mis valmistatakse survevaluga ja kus seni kasutatakse fossiilseid plaste.” Laboris on testitud mitut erinevat tselluloosipõhist bioplasti ja komposiitmaterjali, millest saab toota näiteks autodes kasutatavaid plastdetaile ja tarbekaupu.

Sellest materjalist saab valmistada ka kõrgtehnoloogilisi tooteid, näiteks eriliste omadustega  tekstiilkiude, mida saab kasutada filtrites või elektrienergia kogumiseks. Lisaks katsetatakse materjali sobivust ka meditsiinivaldkonnas, näiteks haavakatete ja ravimite manustamiseks mõeldud membraanidena.

Selliseid kiude valmistatakse spetsiaalse meetodiga, mida nimetatakse elektroketruseks: “Kiud valmistatakse kõrgepinge väljas ja need on laiatarbe tekstiilkiududest 100 kuni 1000 korda peenemad ” tutvustab Krumme eriliste tekstiilide tootmist. Tänu suurele eripinnale suudavad need kinni püüda isegi viirusosakesi või koguda elektrienergiat triboelektrilise tehnoloogia abil, kus hõõrdumisest tekib elekter.

Tippteadus käsikäes igapäevaeluga

Krumme sõnul on kogu protsess olnud eriti motiveeriv, sest labori tehnoloogiad suudavad vähendada nii kulusid kui ka keskkonnamõju. “Tselluloosipõhiseid plaste on valmistatud üle saja aasta, aga nende osakaal on väga väike, sest protsessid on kallid ja mitte kuigi keskkonnasõbralikud,” ütleb ta.

“Meie arendatav reaktiivse ekstrusiooni tehnoloogia muudab seda: protsess kestab minuteid ja kasutab taimseid õlisid, mitte fossiilseid reaktiive.” See tähendab, et tulevikus võivad sellised lahendused muutuda majanduslikult konkurentsivõimeliseks ja jõuda tööstusliku tootmiseni.

Miks see on Eestile oluline?

Lisaks keskkonnaeesmärkidele on arendustööde taga ka selge majanduslik loogika. “Eestis põletatakse 60 protsenti varutavast puidust lihtsalt ära,” märgib Krumme. Ta selgitab, et kui me suudaksime isegi kolm protsenti sellest kasutada plastide valmistamiseks, saaksime katta kogu Eesti plastivajaduse. Ühtlasi aitaks see vähendada sõltuvust välismaistest toormetest, eriti riikidest, mis ei toeta demokraatlikku maailmakorraldust.

Krumme sõnul oleks kõrgtehnoloogiliste tselluloosipõhiste materjalide ja toodete valmistamine jõukohane ka väikeettevõtlusele ning iduettevõtetele: “Meie väljatöötatud tehnoloogia sobib hästi ka väiksema mahuga tootmiseks, seega ei vaja see suurkorporatiivset struktuuri.”

Tehnoloogia kasvab koos õppijatega

Kõik see arendustöö on seotud TalTechi KVEM (puidu-, plasti- ja tekstiilitehnoloogia) magistrikavaga. “Meie tudengid osalevad projektipõhises õppes ja on seotud arendusprojektidega, mis laboris käivad,” ütleb Krumme. Õppekava annab tugeva aluse keemias, materjaliteaduses ja tehnoloogias.

Lisaks rõhutatakse interdistsiplinaarset lähenemist, mis aitab valmistada ette insenere, kes suudavad lahendada keerulisi probleeme, ühendades loovuse ja teaduspõhisuse.

Kers täiendab: “Meie eesmärk ei ole ainult uusi materjale arendada, vaid ka õpetada tudengeid mõtlema kestlikult, süsteemselt ja interdistsiplinaarselt. Uus insener peab suutma hinnata nii materjali elutsüklit kui ka selle mõju kogu väärtusahelale.”

Lõpetajad leiavad tööd nii teaduses kui ka tööstuses. “Meie vilistlasi õpib TalTechis doktorantuuris, töötab Eesti ettevõtetes, nagu Norma Autoliv või Põhjamaade plastitööstustes,” loetleb Krumme. Ta lisab, et kui ülikoolist tuleks igal aastal 20 magistritasemel lõpetajat, oleks nende järele Eestis ja kaugemalgi reaalne nõudlus.

Krumme rõhutab, et uus põlvkond spetsialiste on võtmetähtsusega, et Eesti suudaks paremini väärindada oma ressursse: “Mets meie suurim taastuv ressurss – nüüd on aeg seda arukalt kasutada.”

Tule õpi puidu-, plasti- ja tekstiilitehnoloogiat!

Tule saa reaalsed teadmised, et luua reaalseid lahendusi. Esita avaldus juba enne 3. juulit!

Lugu ilmus 17.06.2025 portaalis Digigeenius.