Celulozes laboratorija

Par laboratoriju

Celulozes laboratorijas mērķis ir celulozes un citu radniecīgu dabas polimēru izmantošana plastmasas un naftas produktu aizstāšanai inovatīvu materiālu, funkcionālu piedevu, adhezīvu un citu materiālu un produktu izskatā. Laboratorijā iegūst celulozes šķiedras no visa veida koksnes, augiem un lauksaimniecības atlikumiem, strādā arī ar sekundārām (otrreiz izmantotām) celulozes šķiedrām jeb makulatūru. Veic šķiedru raksturošanu, modificēšanu (ķīmisku un fizikālu), mikro un nano celulozes iegūšanu.

Latvijā vienīgajā laboratorijas mēroga papīrmašīnā gatavo papīru, ko attīsta par iepakojumu materiāliem, papildinot vai pārklājot ar biopolimēriem. Laboratorijā veido un pēta dažādus (ligno)celulozi saturošus produktus – iepakojumus, plātnes, kompozītmateriālus, sēņu micēlija-lignocelulozes kompozītu, kā arī blīvinātas koksnes pielietojumu kaulu implantos.

Pētījumu virzieni

• Celulozes šķiedru iegūšana un izpēte – ķīmiska un mehāniska biomasas šķiedrošana, detalizēta ķīmiska un fizikāla raksturošana (šķiedru ķīmiskais sastāvs, celulozes polimerizācijas pakāpe, šķiedru izmēri, forma, gaišums, fibrillēšanās pakāpe);
• Celulozes un tās šķiedru modificēšana (attīrīšana, balināšana, ķīmiska atvasināšana, fibrillēšana mehāniska šķiedru garenvirziena sadalīšana smalkākās šķiedrās, hidromehāniskā atslāņošana un citi);
• Presētu celulozes šķiedru produktu pētniecība un attīstīšana - papīrs, kartons, iepakojuma materiāli un citi;
• Papīra īpašību uzlabošana, izmantojot dabīgus polimērus (nanoceluloze, hitozāns u.c.) kā piedevas vai pārklājumus; 
• Papīra un citu plānu materiālu testēšana – mehāniskās īpašības, virsmas īpašības, gaisa caurlaidība, optiskās īpašības;
• Mikrokristāliskās celulozes (MKC) un nanocelulozes (CNC, CNF) iegūšana (metožu izstrāde un attīstīšana) un pielietošana inovatīvu materiālu izstrādē, izmantojot dažādas materiālu veidošanas tehnoloģijas- kā pildvielas, pārklājumi citu polimēru (dabīgu un sintētisku) matricās un kompozītos;
• Iepakojuma materiāli, sekundāro celulozes šķiedru (makulatūras) izpēte un materiālu izrāde;
• Micēlija kompozīti - veidoti no 100% dabīgām, lētām izejvielām - bazīdijsēņu micēlija un vietējiem lauksaimniecības un kokrūpniecības atlikumiem, piemēram, kaņepju spaļiem, salmiem, koksnes skaidām, kā arī makulatūras u.c. Veidošanās balstīta uz sēnes micēlija augšanu lignocelulozes substrātā - bioloģiskā procesā izaug dažādas formas un izmēru 3D materiāli. Fizikālās, mehāniskās, termālās un degamības īpašības ir konkurētspējīgas ar sintētiskiem putu materiāliem un komerciāliem kompozītiem. Pilnībā bionoārdāmi un augsnē kompostējami materiāli. Alternatīva tradicionālajiem iepakojuma, izolācijas un akustikas materiāliem, kā arī dizaina priekšmetiem;
• Blīvinātas koksnes materiāli osteosintēzes kaulu implantiem – iegūtās blīvinātās koksnes materiāli ir ar kaulam līdzvērtīgu blīvumu, izturību un elastību, kā arī neuzrāda toksisku reakciju ar kaulu šūnām. Pētījumi balstīti uz koksnes daļēju delignifikāciju un plastificēšanu un tam sekojošu hidrotermisku blīvināšanu, iegūstot koksnes materiālu ar paaugstinātu blīvumu (1200-1300 kg/m3), izturību un elastību. Izstrādātie blīvinātās koksnes kaulu implantu materiāli ir ilgtspējīga un konkurētspējīga alternatīva metālu osteosintēzes implantiem, ko izmanto kaulu lūzumu stabilizēšanai un savienošanai. To elastība ir lielāka, kā metālu implantiem, tādejādi tiek samazināta atkārtotu lūzumu risks. Mazāks, taču kauliem līdzvērtīgs blīvums un izturība samazina kaulu dilšanu implanta un kaula berzes dēļ.