Historiallisia ajanjaksoja on nimetty ihmiskunnan kehitystä muokanneiden materiaalien mukaan. Niiden merkitys on suunnaton, ja voidaan väittää, että materiaalien tutkimuksen edistysaskeleet ja ihmiskunnan sivilisaation kehittyminen kulkevat käsi kädessä. Pronssin ja raudan sekä myöhemmin öljyn ja alumiinin löytäminen ja hyödyntäminen ovat olleet ratkaisevia tekijöitä ihmiskunnan kehityksessä. Mutta mihin seuraavan tärkeän materiaalin herkeämätön etsintä meidät johtaa?
Olemme pisteessä, jossa liiallinen riippuvuutemme fossiilipohjaisista resursseista ei ole enää kannattavaa. Onneksi materiaalitieteissä joka puolella maailmaa otetaan jatkuvasti edistysaskelia haasteiden ratkaisemiseksi. Insinöörit ja tutkijat etsivät väsymättä ratkaisuja, joilla pyritään rakentamaan parempaa tulevaisuutta. Samalla he yrittävät purkaa ilmastonmuutoksen, väestönkasvun, raaka-aineiden niukkuuden ja monien muiden tekijöiden luomaa tikittävää aikapommia.
Luomme fossiilisista raaka-aineista riippumatonta tulevaisuutta
Kiertotalous on tulevaisuus
Yksi heistä, jotka ovat taistelleet jo vuosikymmenien ajan tätä aikapommia vastaan on Emily A. Carter. Hän on Princetonin yliopiston kone- ja avaruustekniikan professori, ja hänellä on myös arvostettu Gerhard R. Andlinger -energia- ja ympäristöprofessuuri. Lisäksi Yhdysvaltain energiavirasto ja puolustusministeriö tukevat Carterin nykyistä tutkimusta.
Carterin mielestä meidän on siirryttävä kohti täydellistä kiertotaloutta: ”Olemme louhineet hiiltä vuosisatojen ajan. On tärkeää olla tuomitsematta niitä, jotka ovat tehneet innovaatioita tällä alalla, koska se on mahdollistanut elämäntapamme. Varhaisia innovaatioita kehittäneet tutkijat eivät voineet vielä tuolloin käsittää, kuinka he vaarantaisivat planeettamme tulevaisuuden. Nyt kun tietoa on enemmän, velvollisuutemme on tehdä parempia valintoja.”
Tulevaisuudessa kierrättämisestä, uudelleenkäytöstä ja uudelleen jalostamisesta tulee todennäköisesti normi. ”Meidän pitää myös miettiä kierrätystä uudelleen ja löytää tapoja kierrättää esimerkiksi muovia ja akkuja tehokkaammin”, Carter huomauttaa.
Uusia materiaaleja kehittämässä
Suomen innovaatiorahasto Sitran mukaan kiertotaloustoimet neljällä keskeisellä alalla – elintarvike- ja maataloussektorilla, rakentamisessa, tekstiilialalla sekä metsätaloudessa – voivat pysäyttää maailmanlaajuisen luonnon monimuotoisuuden heikkenemisen ja auttaa planeettaa toipumaan. Sitran projektipäällikkö Kari Herlevi kuitenkin korostaa, että tämä edellyttää merkittäviä muutoksia tuotteiden ja materiaalien tuotannossa, kuluttamisessa ja hallinnassa.
Kun arvioimme nykyistä lähestymistapaamme uudelleen, meidän pitää miettiä myös käyttämiämme polttoaineita. Vetyä pidetään ”erinomaisena vihreänä polttoaineena”, mutta kuten Carter huomauttaa, 95 prosenttia erityisesti autoiluun käytetystä vedystä aiheuttaa hiilidioksidipäästöjä jo tuotantovaiheessa. Täysin vihreän polttoaineen käyttö teollisuudessa, varastoinnissa, liikenteessä ja sähköntuotannossa olisi mullistavaa.
UPM:n kestävät ja kehittyneet biopolttoaineet
Carterin nykyinen tutkimus keskittyy kestävän energian tarpeisiin kehitettyjen materiaalien ymmärtämiseen ja suunnitteluun. Hän on työskennellyt useita vuosia yhteistyökumppaneidensa kanssa Arizonan yliopistossa aurinkoenergian parissa. Heidän tarkoituksenaan on tuottaa vihreää vetyä aurinkoenergialla tapahtuvan, lämpökemiallisen veden hajottamisen avulla.
