Höyhenet, siipikarjateollisuuden sivutuote, ovat erinomainen keratiinin lähde, ja niiden hyödyntäminen on olennaista resurssien riittävyyden ja kiertotalouden näkökulmasta. Tämän väitöskirjan tavoitteena oli arvioida höyhenkeratiinin sopivuutta materiaalisovelluksissa. Proteiinina keratiinilla on mielenkiintoisia ominaisuuksia, joita voi hyödyntää esimerkiksi lannoitteissa, palonestoaineissa, imeytysaineissa sekä biolääketieteen, kosmetiikan ja elektroniikan sovelluksissa. Molekyylistä keratiinia valmistettiin liuottamalla höyheniä vesipitoiseen syväeutektiseen liuottimeen (DES:iin). Käytetty DES muutti keratiinin vuorovaikutuksia, katkaisi disulfidisidoksia, muokkasi konformaatiota ja osittain hajotti polypeptidirunkoa. Keratiinin molekyylipainolla havaittiin olevan tärkeä rooli sen liukoisuudessa. Liukoisuuden lisäksi keratiinin molekyylipainolla ja konformaatiolla oli tärkeä rooli keratiinista valmistettujen kalvorakenteiden mekaanisissa ominaisuuksissa sekä vesivuorovaikutuksissa. Näitä ominaisuuksia voitiin kuitenkin kontrolloida myös lisäämällä kalvorakenteeseen pehmittimiä ja silloitusaineita. DES-prosessin lisäksi höyheniä prosessoitiin yksinkertaisemmalla mekaanisella käsittelyllä kuitumaisen keratiinin tuottamiseksi. Molekyyli- ja kuitukeratiinista valmistettujen kalvorakenteiden vertailusta todettiin, että kuitukeratiini sopii sovelluksiin, joissa läpinäkyvyys, hyvät läpäisevyysominaisuudet tai reaktiivisuus eivät ole olennaisia kuten komposiiteissa, kun taas molekyylikeratiini soveltuu moniin erilaisiin sovelluksiin. Keratiinin molekyylipainon tärkeys havaittiin myös, kun tutkittiin DES-prosessoitujen keratiinipeptidien adsorptiota selluloosa- ja ligniinisubstraatille. Selluloosan ja keratiinipeptidien välisten vuorovaikutusten havaittiin olevan heikkoja, kun taas ligniinisubstraateille keratiinipeptideillä oli korkea adsorptio. Keratiinin rakenteellisten ominaisuuksien, mukaan lukien molekyylipaino, aminohappokoostumus ja satunnainen konformaatio sekä ligniinin negatiivinen varaus, huomattiin olevan tärkeässä roolissa keratiinin adsorptiossa ligniinipinnoille. Erityisesti kolloidiset ligniinihiukkaset keratiinin kanssa ovat mielenkiintoinen mahdollisuus, koska nanohiukkasten pallomainen morfologia on hyödyllinen monissa käytännön sovelluksissa, kuten hydrogeeleissä. Kaiken kaikkiaan saadut tulokset parantavat ymmärrystämme siitä, kuinka käsittelymenetelmän valinta vaikuttaa höyhenkeratiinin rakenteellisiin ja fysikaalisiin ominaisuuksiin sekä sen vuorovaikutuksiin lignoselluloosan kanssa.