Finestre, strade e gomma artificiale? Quattro opzioni di sostituzione fossile fatte di legno che sono quasi troppo belle per essere vere

La santa trinità delle industrie tradizionalmente basate sui fossili – traffico, edilizia, chimica e plastica – sembra impossibile da eliminare. Ma chi non desidererebbe raggiungere l’irraggiungibile? Per questo motivo, gli scienziati stanno sviluppando prodotti nuovi di zecca dagli alberi, una vecchia risorsa, per sostituire i materiali insostenibili. Ecco le quattro principali innovazioni a base di legno attualmente in fase di sviluppo.

La nostra vita dipende dalle sostanze chimiche. E la maggior parte di loro attualmente fa affidamento sui combustibili fossili. Sì, i cosmetici e i detersivi per bucato che utilizziamo contengono sostanze chimiche. E poi ci sono le cose che non vediamo nemmeno, come le sostanze chimiche ei polimeri usati per costruire le nostre case e le nostre automobili.

I petrolchimici stanno rapidamente superando sia il trasporto marittimo che l’aviazione come causa principale dell’aumento del consumo mondiale di petrolio. Questo deve essere modificato.

Fortunatamente, ora ci vuole una frazione del tempo per estrarre le stesse molecole di carbonio da materie prime bio-based che originariamente impiegavano milioni di anni per produrre madre terra. Il legno è uno dei più promettenti.

Come hanno fatto i fossili a diventare legno

Gli scienziati possono estrarre componenti specifici come cellulosa, emicellulosa e lignina, l’agente legante naturale degli alberi, smontando le particelle nel legno.

Le strutture su cui facciamo affidamento in plastica e altri materiali sintetici possono essere sostituite da tutti questi elementi e molti altri nelle applicazioni commerciali.

Alcune soluzioni davvero sorprendenti vengono già implementate su scala significativa. Diamo un’occhiata.

1. Secondo una ricerca, i materiali proteici vegetali ispirati alla ragnatela stanno rivoluzionando la plastica monouso

Le proteine ​​vegetali hanno la peculiare proprietà di essere allo stesso tempo solubili e degradabili.

La sostanza a base vegetale è stata creata per curiosità, come è comune con le scoperte scientifiche. Il professor Thomas Knowles, un biofisico dell’Università di Cambridge che ha fondato Xampla, ha riflettuto su come un ragno fa la sua seta.

Le ragnatele possono sembrare fragili, ma sono tra le sostanze più resistenti della natura, in grado di sostenere fino a 350 volte il proprio peso. Le proteine, presenti sia nelle piante che negli animali, sono ciò che conferisce alla seta di ragno le sue proprietà magiche. Il professor Knowles ha deciso di condurre la stessa procedura per convertire le proteine ​​vegetali in un materiale ad alte prestazioni per sostituire la pellicola di plastica flessibile negli articoli commerciali dopo aver studiato come i ragni cambiano le loro proteine.

Utilizzando la pasta di legno, i ricercatori dell’Università di Aalto in Finlandia e del Centro di ricerca tecnica VTT stanno portando avanti questo concetto. La procedura prevede la dissoluzione della polpa dell’albero in fibre microscopiche e la loro organizzazione in una struttura. Le proteine ​​​​della “seta di ragno” create in laboratorio vengono quindi incorporate in questa struttura. Il risultato finale è un materiale abbastanza resistente da sostituire la plastica in una varietà di campi, tra cui l’ingegneria aerospaziale e persino l’ingegneria medica.

2. Una “colla naturale per legno” per ridurre le massicce emissioni del settore edile

È in corso la ricerca di sostituti a base biologica per sostanze chimiche come quelle presenti nell’asfalto, nella colla e nel cemento. Ecco perché: nel 2018 quasi il 40% delle emissioni mondiali di anidride carbonica legate ai processi sono state causate da edifici e industria edile, in particolare dalla costruzione di strade, case, marciapiedi e altre strutture in calcestruzzo.

Ci sono numerosi vantaggi ambientali nell’uso della lignina nella costruzione di strade. Poiché riducono la quantità di anidride carbonica nell’atmosfera, gli alberi sono un modo naturale per immagazzinare carbonio. L’uso del legno nelle nuove costruzioni, come le strade, preserva il carbonio nel terreno per molto tempo poiché gli alberi immagazzinano carbonio anche dopo essere stati abbattuti. Che modo di viaggiare, sapendo che stai preservando qualcosa di inestimabile attraversando una strada.

3. Affrontare il problema della gomma nelle automobili: i trasporti sostenibili richiedono più del semplice carburante

Il fatto che così tante delle cose che usiamo quotidianamente includano sostanze chimiche a base fossile senza che la maggior parte di noi se ne renda nemmeno conto fa parte del problema della nostra dipendenza da esse. Juuso Konttinen, ricercatore presso UPM, afferma che uno dei suoi obiettivi principali è concentrarsi su questi composti “invisibili”. Per secoli, il legno è stato utilizzato dall’uomo come combustibile; la fase successiva del nostro viaggio evolutivo è di scomporlo a livello molecolare.

La fase successiva è scomporre il legno nelle sue componenti atomiche.

La creazione di Renewable Functional Filler (RFF), un’alternativa diretta ai componenti a base fossile generalmente presenti nei prodotti in gomma come il rivestimento che circonda la portiera di un’auto, è un’iniziativa che è il risultato della ricerca UPM.

Gli scienziati possono estrarre la lignina per sostituire in modo sostenibile il nerofumo e la silice dissolvendo le particelle nel legno duro, in particolare il faggio, che è originario dell’Europa e cresce piuttosto rapidamente. Le RFF risultanti hanno un’impronta di carbonio inferiore del 90% rispetto a quella dell’automobile convenzionale

res, poiché contengono più del 94% di carbonio rinnovabile.

Gli RFF sono almeno il 25% più leggeri dei tradizionali riempitivi in ​​gomma, il che li rende ancora più rispettosi dell’ambiente. Ciò indica che l’innovazione sta influenzando attivamente il modo in cui è possibile progettare automobili e altre forme di trasporto.

4. Arance e vetro dagli alberi? Ora, i ricercatori stanno producendo legno trasparente.

Penseresti che ci sarebbe un limite alla quantità di cose che possono essere veramente sostituite con il legno, o almeno con componenti in legno. Ad esempio, non ci vuole un genio per vedere che le finestre, a differenza di una tavola di legno, devono essere trasparenti per far passare la luce.

Ma in questo caso, il legno ci sconvolge. I ricercatori possono “sbiancare” il legno di balsa fino a farlo diventare un materiale quasi trasparente eliminando chimicamente la lignina, la sostanza che assorbe la luce presente in natura nelle cellule dell’albero che conferisce al legno il suo colore.

I ricercatori sono stati in grado di rendere la sostanza completamente trasparente incorporando chimicamente una sostanza naturale chiamata limonene acrilato, generata da agrumi rinnovabili, come i rifiuti di buccia riciclati dal business del succo d’arancia. Il risultato finale è un sostituto diretto e completamente rinnovabile di vetro e plastica.

Comprendere le molecole proprie della natura è ora l’obiettivo principale dei materiali a base biologica.

Realizzare repliche perfette delle molecole che compongono prodotti a base fossile come la plastica era l’obiettivo iniziale della ricerca di materiali a base biologica. Ora, l’enfasi è sulla comprensione delle molecole che si trovano in natura e su come usarle per creare materiali con le qualità desiderate.

Il glicole rinnovabile dimostra il suo valore man mano che il mondo diventa più elettrico.

Mentre UPM Biochemicals fornisce prodotti biochimici a base di legno per sostituire i materiali a base fossile in una varietà di settori, dal tessile al farmaceutico, un’area di crescita significativa è il glicole rinnovabile, che è un sostituto naturale dei prodotti chimici frequentemente utilizzati in prodotti come antigelo e refrigeranti per macchine.

Poiché i refrigeranti sono utilizzati più intensamente dalle auto elettriche, la nostra dipendenza da essi aumenterà man mano che andiamo verso l’elettrificazione. La sostituzione del liquido di raffreddamento a base di sostanze biochimiche è essenziale, in particolare quando si affronta il cambiamento climatico in modo olistico.