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Trasparente, antiproiettile, schiumoso: ecco il super legno

La ricerca sta escogitando altri potenziali utilizzi e proprietà del legno: dai vetri per le finestre agli isolanti in edilizia fino al suo riciclo green

Andrea Ballocchi
28 marzo 2018

Versatile, resistente, elastico e, soprattutto, naturale: il legno è da sempre il materiale che offre all’uomo un’ampia varietà d’impieghi, dall’edilizia all’arredo, dall’automobilismo alla nautica. La ricerca concorre ad aumentare ancor più utilizzi e prestazioni del legno, fornendo così nuove soluzioni ecologiche.

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Super legno: un’équipe di scienziati della statunitense University of Maryland, guidata da Liangbing Hu, professore associato di Scienza e Ingegneria dei Materiali. Hu e il suo team hanno ideato e messo a punto un metodo per addensare il legno, con un processo di rimozione della lignina ed emicellulosa dal legno e poi di pressatura a caldo, Foto: iStock

LEGNO ANTIPROIETTILE – Una di queste vede trasformare il legno in un “super materiale”, addirittura antiproiettile. A mettere a punto il procedimento è stata un’équipe di scienziati della statunitense University of Maryland, guidata da Liangbing Hu, professore associato di Scienza e Ingegneria dei Materiali. Hu e il suo team hanno ideato e messo a punto un metodo per addensare il legno, con un processo di rimozione della lignina ed emicellulosa dal legno e poi di pressatura a caldo. Il legno così trattato può vantare una forza specifica superiore a quella della maggior parte dei metalli e leghe strutturali come il titanio, contando su una leggerezza incomparabile e rendendolo un super legno. Giusto per capire: rispetto al legno naturale, sono state aumentate di oltre dieci volte le proprietà di forza, tenacità nonché la resistenza all’umidità. Non solo: è aumentato considerevolmente il grado di resistenza balistica, essendo quasi efficace quanto il kevlar in termini di materiali antiproiettile, lavorandoci ulteriormente. Ora, il super legno ha aperto le porte a utilizzi finora impensabili, potendo divenire un’alternativa più eco-sostenibile della fibra di carbonio.

LEGNO TRASPARENTE – C’è chi il legno lo rende antiproiettile, c’è invece chi lavora a renderlo trasparente. In questo caso il team di scienziati fa parte dello svedese KTH Royal Institute of Technology di Stoccolma, coordinato dal professor Lars Berglund, capo della divisione Compositi. Obiettivo della ricerca è riuscire a produrre un materiale per impiegarlo nella realizzazione di celle solari, “poiché è una risorsa a basso costo, prontamente disponibile e rinnovabile”, spiega Berglund in una nota. Inoltre, i pannelli in legno trasparente possono anche essere usati per produrre finestre e facciate semitrasparenti. Il legno otticamente trasparente è un tipo di impiallacciatura di legno in cui, anche in questo caso, viene rimossa la lignina, che dona al materiale il suo tipico colore. Una volta eliminata, il legno diventa di un bianco splendido, illustra il docente, ma poiché non è naturalmente trasparente, l’effetto si ottiene lavorando su scala nanometrica. Per arrivare a questo occorre infatti impregnare il substrato di impiallacciatura poroso bianco con un polimero trasparente così da abbinare le proprietà ottiche dei due.

SCHIUMA DI LEGNO – Altro utilizzo virtuoso è quello che ha come risultato la realizzazione di schiume di legno. Sono materiali a base di legno leggero che non richiedono collanti sintetici, contando così su materiale 100% rinnovabile. Al Fraunhofer Institute vengono sviluppati i più recenti metodi grazie ai quali si possono produrre queste schiume. Per il materiale di partenza sono adatti sia il legno di latifoglia che di conifere; volendo, è possibile impiegare anche canapa o paglia. Gli scienziati producono la schiuma partendo dalla macinazione del legno in particelle e creando così una massa viscida. Con l’aggiunta di gas, questa sospensione si espande in una schiuma da fissare. Il processo d’indurimento è coadiuvato da sostanze naturali contenute nel legno stesso. Nella valutazione dei prodotti in base ai loro equivalenti CO2 dannosi per il clima o alle loro impronte di carbonio, il legno espanso è estremamente attraente come materiale particolarmente sostenibile e completamente naturale. Il materiale ha un elevato potenziale di mercato, in quanto fornisce un’alternativa promettente alle schiume sintetiche polimeriche.

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Un team di scienziati dello svedese KTH Royal Institute of Technology di Stoccolma mira a produrre un super legno trasparente per impiegarlo nella realizzazione di celle solari, Foto: iStock

LEGNO RICICLATO – La maggior parte del legno di scarto oggi viene utilizzato per il riscaldamento o opportunamente macinato per produrre pannelli di compensato. L’obiettivo del progetto CaReWood (Cascading Recovered Wood), finanziato dall’UE, è riutilizzare più volte questa materia prima secondaria, per esempio nella costruzione di case o nella produzione di mobili. I ricercatori di Fraunhofer hanno scoperto che è possibile recuperare pezzi di grandi dimensioni per il legno e riciclarli senza alcuna perdita di qualità e per farlo hanno messo a punto un metodo che restituisce un prodotto ripulito da sostanze chimiche e pronto per essere reimpiegato in edilizia come pure in arredamento. Lo stesso Fraunhofer Institut, uno dei partner attivi al progetto europeo, sta lavorando per trovare metodi adatti a rilevare la presenza di contaminanti nel legno e sviluppare efficienti processi di pulizia superficiale. Così sono state adottate tecniche di spettrofotometria e di gas cromatografia per determinare se il legno è contaminato e, in tal caso, comprendere a che profondità penetrano gli inquinanti e quanto materiale di superficie deve essere rimosso per eliminarli. I risultati del test mostrano che è sufficiente rimuovere solo pochi millimetri degli strati esterni. Puntare al legno riciclato non è solo una scelta di sostenibilità, ma è anche favorevole dal punto di vista economico e funzionale: il legno recuperato spesso è di migliore qualità e meccanicamente più stabile del legno nuovo. Al processo di riciclo del legno trattato sta lavorando anche l’Institut national De La Recherche Scientifique (Inrs) di Parigi, con un team specifico che ha sviluppato un processo che ha rimosso con successo oltre il 90% dei contaminanti presenti nei rifiuti di legno trattati in esperimenti condotti su piccola scala in laboratorio. L’idea è valsa ai docenti e al team un finanziamento per lavorare ad affinare il processo idro-metallurgico che consente la simultanea solubilizzazione dei contaminanti presenti nei rifiuti di legno. Un metodo green, in quanto richiede basse emissioni di gas serra e che ha come pregi la sua facilità d’uso e capacità di solubilizzazione del metallo.

Una volta decontaminati, i rifiuti di legno possono essere riutilizzati come materia prima per la produzione di truciolato o pellet di riscaldamento.

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