La natura ha fornito l'ispirazione per la progettazione e la fabbricazione di materiali di ingegneria biomimetica ad alte prestazioni. Legna, che è stato usato per migliaia di anni, ha ricevuto una notevole attenzione a causa della bassa densità e dell'elevata resistenza. Un'esclusiva struttura cellulare anisotropa conferisce al legno eccezionali prestazioni meccaniche. Negli ultimi decenni, i ricercatori hanno sviluppato materiali monolitici con strutture cellulari anisotrope che tentano di imitare il legno. Però, questi materiali simili al legno artificiale riportati soffrono di proprietà meccaniche insoddisfacenti. È ancora una sfida significativa fabbricare materiali simili al legno artificiale con le proprietà leggere e ad alta resistenza del vero legno.

Recentemente, un gruppo di ricerca guidato dal Prof. YU Shuhong dell'Università della Scienza e della Tecnologia della Cina (USTC) ha dimostrato una nuova strategia per la fabbricazione su larga scala di una famiglia di legni polimerici bioispirati con materiali a matrice polifenolica simili, microstrutture cellulari simili al legno, prodotto tramite un processo di autoassemblaggio e termoindurimento di resine tradizionali (resina fenolica e resina melamminica). Questo lavoro è stato segnalato in Progressi scientifici in un articolo intitolato "Legni polimerici bioispirati" il 10 agosto.

Le resine liquide termoindurenti sono state prima congelate unidirezionalmente per preparare un "corpo verde" con la struttura cellulare, seguita dalla successiva termoindurimento. Il legno artificiale risultante ha una stretta somiglianza con il legno naturale nelle strutture cellulari su mesoscala, e mostra un'elevata controllabilità nella dimensione dei pori e nello spessore della parete. Beneficiando della soluzione acquosa di partenza, rappresenta anche un approccio ecologico alla preparazione di legni artificiali multifunzionali mediante la composizione di vari nanomateriali come le nanofibre di cellulosa e l'ossido di grafene.

I legni polimerici e compositi manifestano proprietà di leggerezza e alta resistenza, con resistenza meccanica paragonabile a quella del legno naturale. In contrasto con il legno naturale, il legno artificiale mostra una migliore resistenza alla corrosione all'acqua e agli acidi senza diminuire le proprietà meccaniche, così come un isolamento termico e una resistenza al fuoco molto migliori. I legni polimerici artificiali si distinguono anche da altri materiali ingegneristici come i materiali ceramici cellulari e gli aerogel in termini di resistenza specifica e proprietà di isolamento termico. Come una sorta di materiale di ingegneria biomimetica, questa nuova famiglia di legni polimerici bioispirati potrebbe sostituire il legno naturale per l'uso in ambienti difficili.

Questa nuova strategia fornisce un nuovo e potente mezzo per fabbricare e progettare un'ampia gamma di materiali compositi di ingegneria biomimetica ad alte prestazioni con multifunzionalità e vantaggi desiderabili rispetto alle controparti tradizionali. Probabilmente avranno ampie applicazioni in molti campi tecnici.