È arrivato il “super legno”, il legno più resistente dell’acciaio

29 | 03 | 2022



Nel 2018 sulla rivista scientifica Nature sono stati pubblicati i risultati di una ricerca sorprendente: un gruppo di ricercatori del Maryland, negli Stati Uniti, ha scoperto una procedura capace di trasformare il legno in un materiale estremamente resistente, più dell’acciaio e addirittura di alcune leghe al titanio.

È da tempo che la ricerca scientifica sta cercando un materiale facilmente reperibile in natura, economico e resistente, capace di affrontare le sfide del futuro, anche e soprattutto nell’ottica di una maggiore performatività e di un minore consumo di energia. Da questo punto di vista, la trasformazione del legno nel “super legno” ha qualcosa di rivoluzionario.



Il processo


Le tecniche utilizzate dal team di ricerca nella prima fase dell’esperimento sono usate di solito per aumentare la densità del legno, e non hanno di per sé un carattere di novità. A queste, tuttavia, il team guidato da Jianwei Song ha aggiunto due trattamenti innovativi che hanno permesso al legno di ottenere maggiore resistenza, mantenendo in particolare la sua forma e aumentando la resistenza all’umidità.

Il primo step della lavorazione è di tipo chimico: qui il legno viene immerso in una soluzione di idrossido di sodio (NaOH) e solfito di sodio (Na2SO3). Questo processo da un lato rimuove parte della lignina e dell’emicellulosa del legname, e dall’altro lascia praticamente intatta la cellulosa, la componente più importante del legno. Si tratta di un procedimento molto simile a quello utilizzato nelle cartiere per ottenere la polpa del legno con cui realizzare la carta.

Il secondo passaggio è invece di natura fisica: il legno viene pressato fino ad ottenere il massimo grado di compattazione del materiale. È poi scaldato leggermente: un processo fondamentale perché è grazie alla combinazione tra la pressione e questo aumento controllato della temperatura che si creano i legami chimici necessari a rinforzare il legno.


(materially.eu)

I risultati


Il “super legno” ottenuto da questo esperimento è 3 volte più denso del legno di partenza, e addirittura 10 volte più resistente. A seconda dei trattamenti a cui viene sottoposto può diventare fino a 50 volte più resistente alla compressione e 20 volte più duro e rigido. Nonostante questa straordinaria robustezza, inoltre, il “super legno” può continuare ad essere lavorato facilmente in base alle esigenze richieste dalla lavorazione.

Un’altra caratteristica rilevante del legno addensato è la grande resistenza all’umidità. Il gruppo di ricercatori ha testato un campione in ambienti estremamente umidi, constatando che il tasso di rigonfiamento in una finestra di cinque giorni era inferiore al 10%: una soglia decisamente bassa rispetto ai valori che raggiunge il legno compresso con altre tecniche. Oltretutto il test è stato ripetuto con le stesse variabili ma con il legno compresso rivestito da una apposita vernice anti umidità: un semplice trattamento che ha risolto il problema del rigonfiamento.


(nature.com – Jianwei Song et al.)


Gli utilizzi


Il “super legno” è stato testato solo in laboratorio: attualmente il procedimento è piuttosto lungo, e per arrivare ad ottenere una lastra di legno addensata delle dimensioni di un libro occorrono ancora diverse ore. Tuttavia il team di ricercatori è fiducioso rispetto ai progressi che potrebbero accelerare il processo di produzione.

Una volta riconosciute le sue caratteristiche straordinarie, il “super legno” potrebbe perciò essere oggetto di ingenti investimenti e prodotto in contesti industriali, su larga scala. Lo scenario che si prospetta è molto interessante. Il “super legno”, ad esempio, potrebbe diventare un’ottima alternativa a materiali sintetici come la fibra di carbonio: economicamente più vantaggioso, richiede infatti una lavorazione meno complessa, oltre ad essere ovviamente completamente riciclabile, al contrario della fibra di carbonio che ha colle inquinanti difficilmente smaltibili.

Grazie alle sue proprietà il “super legno” potrebbe sostituire acciaio o altre leghe nel settore dell’automotive o, addirittura, nel campo dell’industria aerospaziale, da sempre interessato allo sviluppo di leghe sempre più resistenti.





Fonti:

https://go.nature.com/3GuNroN

https://www.ilpost.it/2018/02/13/super-legno/

https://www.lescienze.it/news/2018/02/12/news/legno_trattamento_super-legno_forte_acciaio-3858629/

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