Oggi 22 ottobre 2022 - Aggiornato alle 13:20

Catena di elementi- Credit: iStock

Una bioplastica versatile, malleabile e biodegradabile al 100%.

Natura e tecnologia: una delle combinazioni più promettenti per il benessere del pianeta. I materiali del futuro sono sempre più concepiti per essere biodegradabili e carbon neutral.

La materia del futuro, a prescindere dal settore di utilizzo, è destinata a divenire bio-fabbricata, bio-derivata e, molto probabilmente, per contenere l’impatto ambientale, si arriverà all’idea di materiali coltivati ad hoc. Questo scenario, che sta cambiando i parametri dell’innovazione, chiede a tutti noi di ripensare il modo di catalogare mentalmente i materiali, la loro consistenza, il modo di sceglierli e di farne uso. Tutti i materiali, compresi quelli più tradizionali, si stanno aggiornando sul piano tecnico. Tra questi, in primo luogo, c’è il legno.

A fronte di un profilo di sostenibilità rivolto sempre più alla riforestazione e alla gestione controllata delle foreste già esistenti, sta acquisendo in maniera sorprendente prestazioni del tutto paragonabili a quelle dei materiali hi-tech.

Il legno liquido è una bioplastica composita ottenuta da tre componenti naturali: cellulosa e fibre di lino, lignina, canapa o altre piante, con l’aggiunta di additivi naturali. Questo materiale è stato sviluppato nel 2010 dalla società tedesca Tecnaro, in collaborazione con il Fraunhofer Institute for Chemical Technology.

Il nome commerciale con cui viene prodotto è Arboform (o Arboblend) e rimanda subito alla sua natura (arbor, dal latino albero). Jürgen Pfitzer e Helmut Nägele hanno ricevuto il premio «Inventore europeo 2010» nella categoria PMI/ricerca per aver sviluppato questo materiale innovativo. Il legno liquido si caratterizza per la composizione, l’odore e il colore simili al legno.

Possiede proprietà meccaniche e fisiche che si collocano tra quelle del legno, dei compositi tradizionali e dei polimeri. Può essere processato come un polimero termoplastico, caratteristica da cui proviene la denominazione “liquido”.

Gli sviluppatori di Arboform, alla ricerca di materiali alternativi, si sono imbattuti nella lignina, il componente rigido del legno che viene scartato durante i processi di lavorazione della pasta di cellulosa e della carta. Va ricordato che l’industria cartiera, da sola, produce dai 50 ai 60 milioni di tonnellate di lignina all’anno.

Dopo aver concepito l’idea presso il Fraunhofer Institute for Chemical Technology, Pfitzer e Nägele hanno fondato nel 1998 la società Tecnaro per mettere in commercio la loro invenzione.

La definizione di questo materiale unisce i concetti di biopolimero, di composito e di materiali naturali derivati dal legno. In quanto biopolimero, fa parte dei “biobased polymers”, cioè polimeri basati su materie prime rinnovabili.

Il legno liquido viene estratto da materiale naturale ed è biodegradabile al 100%. Può essere riciclato con successo senza modificare la composizione chimica del materiale e può essere smaltito con le stesse modalità previste per il legno (decomposizione o incenerimento).

La classificazione come composito deriva invece dalla coesistenza nel materiale di una fase continua, costituita da lignina e cellulosa, e una dispersa, ovvero le fibre vegetali. Per quanto riguarda, invece, le sostanze da cui proviene il materiale, queste sono le stesse di cui è costituito il legno: lignina e cellulosa, con l’aggiunta di fibre di canapa o lino e di additivi naturali.

Qualsiasi tipo di legno è costituito da tre sostanze polimeriche naturali: cellulosa (all’incirca 45%), lignina (all’incirca 23%) ed emicellulosa (all’incirca 30%). Cellulosa ed emicellulosa costituiscono le fibre, mentre la lignina è l’inter-fibra che le tiene unite.

La cellulosa è uno dei più importanti polisaccaridi, la lignina invece è un pesante e complesso polimero organico costituito principalmente da composti fenolici. Il composto viene lavorato ad alte temperature, come avviene con la resina termoplastica sintetica, per produrre lastre, listelli o tavole. Il vantaggio principale è che questo materiale può essere usato nelle normali macchine per il trattamento della plastica.

Dopo i polisaccaridi, la lignina è il polimero organico più abbondante nel mondo vegetale. Come suggerisce il nome, è la sostanza che rende legnose le piante che ne contengono in grande quantità ed ha la funzione di tenere unite le catene più o meno ramificate di emicellulose. In questo modo conferisce compattezza e resistenza alla pianta.

La lignina è anche conosciuta come materiale incrostante, poiché ricopre le fibre. Per estrarre la cellulosa, dunque, viene innanzitutto attaccata e dissolta la lignina per separarne l’olocellulosa, da cui verranno poi estratte la cellulosa e l’emicellulosa. Le caratteristiche che il legno liquido eredita da quello tradizionale sono le proprietà di isolamento termico ed elettrico, discrete proprietà acustiche e, in base alla composizione, il colore e l'odore.

Essendo il legno liquido una miscela con la presenza di fibre  “disordinate”, al contrario del legno naturale risulta un materiale isotropo. Il legno liquido, come già detto, ha le stesse proprietà di quello tradizionale, ma può essere lavorato come la plastica.

A detenere il brevetto del legno liquido è ancora oggi l’azienda tedesca Tecnaro. Il materiale si presenta sotto forma di pellets, il che lo rende adatto alle macchine ad iniezione, oppure in diverse composizioni, per essere schiumato. Inoltre il legno liquido può avere diverse caratteristiche: ad esempio, può essere più chiaro o più scuro, può richiamare di più il legno tradizionale o la plastica.

Ciò dipende dalla percentuale di lignina, cellulosa e, in piccola parte, da fibre naturali come lino o canapa, che lo compongono. Lo si può colare in stampi e si presta ad un’ampia gamma di applicazioni in campo industriale. Grazie alla malleabilità e all’aspetto simile a quello del legno tradizionale, può essere utilizzato, ad esempio, per realizzare gli interni delle automobili.

Tecnaro collabora da tempo con aziende dell’automotive come Porsche e Daimler su specifiche applicazioni. Oltre che nel settore automobilistico, il legno liquido trova concreta applicazione nella produzione di giocattoli, orologi, utensili casalinghi, strumenti musicali, di precisione e anche – grazie alle sue qualità acustiche – nella realizzazione di altoparlanti di design.

Al termine del ciclo di vita, ridotto di nuovo in pellets, è riutilizzabile per creare altri oggetti, grazie alla possibilità di essere riciclato più volte.

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