Biotekniikassa kehitetään uusia, entistä kestävämpiä materiaaleja ja kemikaaleja eri teollisuuden aloille. VTT vahvistaa biotekniikan osaamistaan kutsumalla Yvonne Nygårdin tutkimusprofessoriksi 1.9.2023 alkaen. Nygårdin mukaan biotekniikan tutkimuksessa katse on käännettävä yhä vahvemmin myös tuotantoprosesseihin.
Yhteiskunnan nopea muutos merkitsee, että materiaalituotanto näyttää tulevaisuudessa hyvin erilaiselta kuin tänä päivänä. Biotekniikan tutkimuksessa kehitettyjä ratkaisuja on vietävä käytäntöön esimerkiksi muovien ja teollisuuskemikaalien tuotannossa. Kiertotalous on tärkeä kehitystä ohjaava tekijä; materiaaleja ei voida käyttää enää vain lineaarisesti, vaan kierrätys on huomioitava kehitystyössä alusta lähtien.
”Materiaali- ja kemikaalituotannon lisäksi biotekniikka tarjoaa uusia, kestävämpiä ratkaisuja esimerkiksi ruokatuotantoon. Solumaatalous on kovassa nosteessa, ja kiinnostus proteiinien ja rasvojen tuotantoon suurta. Kyse on siitä, kuinka tuotetaan mahdollisimman paljon mahdollisimman vähällä”, Nygård sanoo.
Prosessinäkökulma korostuu, tuotantoketjuja on uudistettava
Bioteknisen tuotannon puolella tutkimus on tähän asti pitkälti painottunut siihen, kuinka teollisuudessa tarvittavia kemikaaleja ja materiaaleja voidaan korvata kestävämmillä vaihtoehdoilla. Teollinen tuotanto on rajoittanut kehitystä, kun uusia ratkaisuja on tuotu osaksi esimerkiksi öljyteollisuuden vuosikymmenten saatossa muotoutuneita prosesseja.
Nygård peräänkuuluttaa nyt laajempaa näkökulmaa biotekniikan kehitykseen. On etsittävä raaka-aineita ja substraatteja, joilla voidaan rakentaa kestävä kokonaisprosessi. Itse prosessia on optimoitava niin, että se on tehokas eikä kuluta liikaa vettä tai energiaa.
”Monet nykyiset prosessit ovat ehkä toimivia, mutta eivät kestäviä. Siksi niitä on uudistettava, vaikka tämä ei olekaan yksinkertaista”, Nygård pohtii.
Tekoälyratkaisut tapetilla, yhteiskuntaa kehitetään yhdessä
Tekoäly tulee Nygårdin mukaan mullistamaan biotekniikkaa. Mikrobien rakenne ja toiminta ovat hyvin kompleksisia, ja niiden ominaisuuksista kerätään jo valtavasti dataa. Tekoälyratkaisuilla on kasvava merkitys tämän datan käsittelyssä ja tulkitsemisessa.
”Tekoälyn avulla tietämystä voidaan hyödyntää entistä tehokkaammin, ja mikrobeja sekä prosesseja kehittää yhä parempaan suuntaan”, Nygård sanoo.
Yhteistyö muiden tieteen ja tutkimuksen alojen kanssa korostuu myös entisestään. ”Biotekniikka, kemia ja prosessitekniikka kulkevat käsi kädessä. Ongelmia ei ratkota yksin, vaan olemme hyvin pitkälti yhteydessä muihin aloihin ja siihen, millaisia ratkaisuja haluamme yhdessä edistää yhteiskunnassa.”
VTT:llä tehdään edistyksellistä biotekniikan tutkimusta
Nygård siirtyy VTT:lle Chalmersin teknillisestä yliopistosta Ruotsin Göteborgista, missä hän toimii Associate Professorin tehtävässä. Tätä ennen Nygård teki post doc -tutkimusta Groningenin yliopistossa sekä DSM:llä Hollannissa.
Tutkimuksessaan Nygård on keskittynyt siihen, kuinka tehokkaampia bioteknisiä tuotanto-organismeja ja -prosesseja voidaan kehittää ja mm. siihen kuinka fossiilisista raaka-aineista tehtyjä materiaaleja ja kemikaaleja voidaan korvata biomassalla ja näin valmistaa ympäristöystävällisempiä ja kestävämpiä tuotteita. VTT on Nygårdille ennestään tuttu työyhteisö, sillä hän teki väitöstutkimustaan VTT:llä valmistuttuaan Aalto-yliopistosta vuonna 2014.
”VTT oli erinomainen paikka tehdä väitöskirjaa: se on alan kärjessä ja tekee huippututkimusta, jolle on todellista tarvetta. VTT:llä voin vaikuttaa siihen, kuinka biotekniikkaa voidaan soveltaa eri aloilla. Minua kiehtoo se, että työssäni yhdistyy akateeminen tutkimus ja soveltava puoli”, Nygård sanoo.
”Teollinen biotekniikka on yksi VTT:n kasvualueista. Alueen sovelluksilla on merkittävä rooli esimerkiksi uusien kestävien materiaalien tuotannossa, ruokaratkaisuissa ja lääkekehityksessä. Nygård tuo kokonaisuuteen uutta näkemystä ja vahvaa kokemusta erityisesti tuotantoprosessien kehittämiseen ja ratkaisujen soveltamiseen liittyen”, sanoo VTT:n Tulevaisuuden tuotteet ja materiaalit -liiketoiminta-alueen johtaja Tua Huomo.
