Come risorsa rinnovabile, il legno offre grandi potenzialità nella lotta alla crisi climatica. Primo, sequestra grandi quantità di carbonio (1 tonnellata per metro cubo!). Inoltre, è un'alternativa ecologica alle risorse fossili, che causano la maggior parte delle emissioni di gas serra. Presso l'Istituto di bioprodotti e tecnologia della carta presso l'Università di tecnologia di Graz (TU Graz), i ricercatori producono materiali biodegradabili dalla cellulosa dei componenti del legno, emicellulosa e lignina.

Samir Kopacic, Per esempio, vorrebbe utilizzare tali materiali per contribuire a garantire che in futuro vengano utilizzati meno materiali plastici e più biodegradabili. Per questo scopo, il cosiddetto "laboratorio barriera" dell'Istituto è stato istituito in collaborazione con partner accademici e industriali. Là, Kopacic conduce ricerche su materiali di imballaggio a base biologica con proprietà barriera buone quanto quelle per le plastiche sintetiche. Devono proteggere il contenuto della confezione (cibo, cosmetici, medicinali, ecc.) dall'ossigeno, umidità e altre influenze esterne, nonché per preservare l'aroma e la freschezza dei prodotti.

Attualmente, carta e cartone sono adatti solo in misura limitata, come sottolinea Kopacic:“La carta e il cartone sono porosi e fibrosi. Per ottenere la necessaria impermeabilità, sono spesso rivestiti con polimeri sintetici non biodegradabili e difficili da riciclare, o laminati con lamine metalliche."

Kopacic vorrebbe porre rimedio a questa situazione in collaborazione con l'Associazione dell'industria cartaria austriaca Austropapier e con il supporto dei suoi partner industriali. Nel progetto di ricerca FFG PapSpray, che è finanziato con un importo di 810, 000 euro, il team del progetto sta perseguendo l'approccio di spruzzare carta o cartone con biopolimeri. "Quando si applicano materiali barriera a base biologica alla carta, i metodi di rivestimento convenzionali hanno avuto un successo limitato a causa delle complesse caratteristiche di flusso di questi materiali. Stiamo ora testando l'idoneità dei processi di rivestimento a spruzzo e studiando come i biopolimeri devono essere spruzzati sulla carta per ottenere le proprietà barriera desiderate, " dice il capo progetto Kopacic. Per il giovane ricercatore (classe 1989), ci sono le condizioni per una svolta decisiva:"Dal punto di vista tecnologico, la verniciatura a spruzzo è un processo flessibile che può essere integrato nella produzione della carta e può essere utilizzato anche in combinazione o come supplemento alle tecnologie di rivestimento convenzionali." Il progetto di ricerca triennale mira a sviluppare una comprensione fondamentale delle interazioni tra carta, biopolimero e processo a spruzzo, creando così le basi per poter produrre e utilizzare imballaggi in carta plastic free e riciclabili per una gamma di applicazioni ancora più ampia rispetto a prima.

Materiali ultraleggeri tra ingegneria dei materiali e biotecnologia

L'uso di materiali a base biologica su larga scala è anche l'obiettivo del progetto UE BreadCell della linea di finanziamento FET Open, un altro progetto di ricerca presso l'Institute of Bioproducts and Paper Technology. Sotto la guida del consorzio della Chalmers University of Technology (Göteborg, Svizzera), un team interdisciplinare di ricercatori della TU Graz, l'Università di Vienna, BioNanoNet e il centro di ricerca europeo Tecnalia mirano a sviluppare una tecnologia radicalmente nuova per la produzione di materiali leggeri ecocompatibili a base di legno e cellulosa. Attualmente, Per esempio, la grande industria utilizza principalmente materiali leggeri realizzati in materiale sintetico, polimeri non degradabili per componenti di sicurezza in auto o per prodotti leggeri, attrezzatura sportiva robusta e resistente. "Vogliamo offrire alternative e stiamo lavorando su schiume di cellulosa sostenibili per sostituire i compositi esistenti, " spiega Stefan Spirk.

Spirk ha già suscitato scalpore con lo sviluppo di una batteria a flusso redox a base di lignina ("batteria alla vanillina") e, insieme al capo dell'Istituto Wolfgang Bauer, sta contribuendo al progetto con il suo know-how dalla ricerca su pasta di legno e carta.