Da quando è stato introdotto per la prima volta nel 2016, il legno trasparente è stato sviluppato dai ricercatori del KTH Royal Institute of Technology come materiale strutturale innovativo per la costruzione di edifici. Lascia passare la luce naturale e può persino immagazzinare energia termica.

La chiave per trasformare il legno in un materiale composito trasparente è rimuovere la sua lignina, il principale componente che assorbe la luce nel legno. Ma i pori vuoti lasciati dall'assenza di lignina devono essere riempiti con qualcosa che restituisca la forza del legno e permetta alla luce di permeare.

Nelle versioni precedenti del composito, i ricercatori del Wallenberg Wood Science Center di KTH hanno utilizzato polimeri a base fossile. Ora, i ricercatori hanno testato con successo un'alternativa ecologica:limonene acrilato, un monomero a base di limonene. Hanno riportato i loro risultati in Scienze avanzate .

"Il nuovo limonene acrilato è ottenuto da agrumi rinnovabili, come scarti di buccia che possono essere riciclati dall'industria del succo d'arancia, "dice l'autore principale, dottorato di ricerca studentessa Céline Montanari.

Un estratto dalla produzione di succo d'arancia viene utilizzato per creare il polimero che ripristina la forza del legno delignificato e lascia passare la luce.

Il nuovo composito offre una trasmittanza ottica del 90 percento con uno spessore di 1,2 mm e una foschia notevolmente bassa del 30 percento, riferiscono i ricercatori. A differenza di altri compositi di legno trasparenti sviluppati negli ultimi cinque anni, il materiale sviluppato a KTH è destinato all'uso strutturale. Mostra prestazioni meccaniche pesanti:con una resistenza di 174 MPa (25,2 ksi) ed elasticità di 17 GPa (o circa 2,5 Mpsi).

Eppure per tutto il tempo la sostenibilità è stata una priorità per il gruppo di ricerca, dice il professor Lars Berglund, il capo del dipartimento di tecnologia delle fibre e dei polimeri del KTH.

"Sostituire i polimeri a base fossile è stata una delle sfide che abbiamo dovuto affrontare nella produzione di legno trasparente sostenibile, "dice Berglund.

Considerazioni ambientali e la cosiddetta chimica verde permeano l'intero lavoro, lui dice. Il materiale è realizzato senza solventi, e tutti i prodotti chimici sono derivati ​​da materie prime a base biologica.

I nuovi progressi potrebbero consentire una gamma ancora inesplorata di applicazioni, come nella nanotecnologia del legno, dice Berglund. Le possibilità includono finestre intelligenti, legna per l'accumulo di calore, legno con funzione di illuminazione incorporata, persino un laser in legno.

"Abbiamo guardato dove va la luce, e cosa succede quando colpisce la cellulosa, " dice Berglund. "Una parte della luce va dritta attraverso il legno, e rende il materiale trasparente. Una parte della luce viene rifratta e dispersa da diverse angolazioni e offre effetti piacevoli nelle applicazioni di illuminazione".

Il team sta anche lavorando con il gruppo di fotonica di Sergei Popov al KTH per esplorare ulteriormente le possibilità della nanotecnologia.