Credito:Università di Aalto
I ricercatori dell'Università di Aalto hanno sviluppato un adesivo a base biologica che può sostituire gli adesivi contenenti formaldeide nelle costruzioni in legno. La principale materia prima del nuovo adesivo è la lignina, un componente strutturale del legno e un sottoprodotto dell'industria della cellulosa che di solito viene bruciato dopo la lavorazione del legno. In alternativa alla formaldeide, la lignina offre un modo più sano e più rispettoso del carbonio per utilizzare il legno nelle costruzioni.
L'impronta di carbonio delle costruzioni in legno è significativamente inferiore rispetto alle costruzioni in cemento e le costruzioni in legno sono state spesso considerate migliori anche per la salute degli occupanti umani. Tuttavia, i pannelli di legno utilizzano ancora adesivi realizzati con materie prime fossili. Contengono formaldeide, che può essere dannosa per la salute, soprattutto per chi lavora nel processo di fabbricazione degli adesivi. Le persone che vivono o visitano gli edifici possono anche essere esposte alla formaldeide tossica dei pannelli di legno.
La lignina, invece, deriva dal legno stesso. Lega insieme cellulosa ed emicellulosa e conferisce al legno la sua struttura robusta e resistente. La lignina rappresenta circa un quarto del peso del legno e viene prodotta in grandi quantità nell'industria della pasta di legno e della biolavorazione. Viene utilizzato solo dal due al cinque percento della lignina prodotta e il resto viene bruciato nelle fabbriche per produrre energia.
In precedenza, per utilizzare la lignina negli adesivi erano necessari pretrattamenti lunghi e ad alta intensità chimica. L'adesivo sviluppato dai ricercatori dell'Università di Aalto può utilizzare la lignina kraft purificata e la reazione chimica per realizzare l'adesivo richiede pochi minuti invece di 10 ore. Non è necessario alcun riscaldamento aggiuntivo della materia prima, il che riduce il consumo di energia. Gli unici sottoprodotti del processo sono sale e idrossido di sodio, o liscivia.
Monika Österberg, professoressa presso la Aalto University School of Chemical Engineering, sottolinea che questo è uno sviluppo importante sia per l'ambiente che per l'industria.
"L'utilizzo della lignina come materiale può ridurre le emissioni di anidride carbonica e aumentare il valore di lavorazione delle foreste. Ecco perché la ricerca sulla lignina è una priorità importante per noi dell'Università di Aalto."
Il ricercatore di dottorato Alexander Henn spiega che i pannelli di legno incollati come compensato e truciolare sono sempre più utilizzati per pareti, soffitti e pavimenti.
"Pertanto, è importante superare gli svantaggi degli adesivi per pannelli a base di legno e sviluppare la nuova innovazione in un prodotto commerciale. Ciò consentirebbe il passaggio a una costruzione più a base di legno, come adesivo forte e resistente al calore realizzato con materiali naturali rende l'edilizia davvero ecologica e sicura."
L'innovazione rappresenta un importante passo avanti per le industrie forestali e della colla, poiché il contenuto di lignina dei precedenti adesivi era relativamente basso (circa il 20-50 percento), mentre la nuova innovazione dell'Università di Aalto ha un contenuto di lignina di oltre il 90 percento. L'adesivo è forte e non tossico e protegge le superfici dal fuoco, quindi può essere utilizzato anche come ritardante di fiamma.
Secondo i ricercatori, la lignina può essere utilizzata anche come materia prima per applicazioni come rivestimenti e compositi. Il lavoro di ricerca proseguirà in laboratorio ed è probabile che varie opportunità di commercializzazione vengano esplorate in collaborazione con LignoSphere Oy, uno spin-off dell'Università di Aalto.
Questa ricerca è stata pubblicata nell'agosto 2022 sulla rivista Green Chemistry .
"Un adesivo forte e resistente al calore rende la costruzione a base di legno veramente ecologica e sicura", afferma il ricercatore di dottorato Alexander Henn. + Esplora ulteriormente
