Gaetano Rilievo
Chi è davvero appassionato di materiali innovativi e ricerca all’avanguardia saprà bene di cosa stiamo parlando. In realtà non si tratta nemmeno di una ricerca dell’ultima ora: circa trent’anni fà Siegfried Fink, un botanico tedesco con l’obiettivo di studiare il funzionamento interno delle piante senza dissezionarle, riuscì a creare il primo legno trasparente, e pubblicò la sua ricerca in un journal sulle tecnologie del legno quasi sconosciuto. L’idea di un legno trasparente rimase dormiente, fino al 1992, quando un ricercatore svedese, Lars Berglund, non vi incappò quasi per caso.
Berglund, scienziato dei materiali per il KTH Royal Institute of Technology in Svezia, e specialista di polimeri, decise di riesumare gli studi di Fink alla ricerca di un’alternativa più solida alla plastica trasparente; nel mentre anche un altro gruppo di ricercatori d’oltreoceano, nel Maryland, si stava occupando di una ricerca analoga. Dopo anni di ricerca, sembra che questi scienziati abbiano ottenuto qualcosa di davvero interessante.
A che serve un legno trasparente?
Il legno è fatto di numerosissimi canali verticali, uniti tra loro da una sostanza collosa, la lignina. La funzione di questi canali è ovviamente quella di trasportare liquidi in tutto il fusto dell’albero, il che significa che quando un albero viene abbattuto, ed il legno fatto asciugare, questi microscopici canali rimangono vuoti.
Il primo passo è dunque quello di rimuovere la lignina del legno, tramite solventi, e poi sbiancare il legno trattato per eliminare le ultime tracce di colore marrone. Per concludere il procedimento, in una camera a pressione il legno viene riempito di resina epossidica, per rendere definitivamente trasparente il legno così trattato.
Secondo gli studi del gruppo di ricercatori del Maryland, capitanato da Liangbing Hu, questo legno potrebbe essere così resistente da rivaleggiare con la fibra di carbonio, ipotizzando anche che possa arrivare a fermare dei veri e propri proiettili; nei test di resistenza rispetto a plastiche e vetro, il legno supererebbe di circa tre volte la resistenza del plexiglass, e di dieci volte quella di un pannello di vetro.
Questa altissima resistenza alle rotture ha reso questo nuovo materiale l’ideale sostituto del vetro nelle applicazioni architettoniche; secondo Prodyut Dhar, ingegnere biochimico dell’Indian Institute of Technology di Varanasi, il legno trasparente sarebbe anche un miglior isolante termico rispetto al vetro, rendendolo una migliore scelta dal punto di vista energetico.
Nelle sperimentazioni, i gruppi di Hu e Berglund hanno scoperto poi che il legno trasparente potrebbe emulare molto facilmente la tecnologia delle cosiddette “smart windows”, quelle finestre che possono passare da trasparenti ad opache secondo necessità: utilizzando un polimero sensibile all’elettricità per riempire i canali del legno infatti, sono riusciti a ottenerne un campione che passa da completamente trasparente a magenta quando stimolato elettricamente.
Un’alternativa veramente ecologica?
Il problema principale adesso sembra essere la sostenibilità della produzione di questo materiale. Ad esempio, le resine utilizzate nel procedimento sono in genere polimeri plastici derivati dal petrolio; a questo proposito, l’idea è quella di utilizzare un polimero bio-plastico derivato nientemeno che dalle bucce degli agrumi. Secondo uno studio pubblicato da Celine Montanari, ricercatrice del gruppo di Lars Berglund, è possibile sostituire le resine plastiche con una combinazione di acido acrilico e limonene, ottenendo un sostituto alla resina che non comprometta la solidità strutturale del materiale.
Il team di Liangbing Hu sembra invece focalizzato sulla ricerca di metodi più ecologici per la rimozione della lignina, utilizzando il perossido di idrogeno, l’acqua ossigenata per intenderci, e le radiazioni UV. Sembra infatti che il perossido funga da catalizzatore dei raggi UV che sbiancano la lignina, riducendo sensibilmente i costi energetici di produzione.
Per quanto i team di ricerca si stiano impegnando a trovare soluzioni più green per espandere la produzione di questo nuovo materiale, ad oggi il vetro ha comunque un impatto ambientale più basso; ovviamente ricercare nuovi metodi sempre più efficienti dal punto di vista energetico ed ambientale per la produzione di legno trasparente richiederanno del tempo, ma gli scienziati sono fiduciosi sulla fattibilità e sul potenziale sostenibile di questo materiale all’avanguardia.