I ricercatori hanno sviluppato un metodo per trasformare un materiale di scarto del legno in una pellicola trasparente a base biologica che può essere utilizzata per rivestimenti antiappannamento o antiriflesso su vetri o finestrini di veicoli. Oltre a offrire un’alternativa ai materiali sintetici tossici attualmente utilizzati, questo sistema trasforma un prodotto di scarto in un prezioso serbatoio di carbonio.
Lo studio pubblicato nella rivista Chemical Engineering Journal è stato condotto nell’ambito di FinnCERES, il centro di punta dell’Accademia finlandese per la ricerca sulla bioeconomia dei materiali.
La lignina è un prodotto di scarto abbondante nella produzione di carta e pasta di legno che è molto difficile da lavorare, quindi viene solitamente bruciata per produrre calore. Creare nanoparticelle di lignina da utilizzare per rivestimenti antiappannamento non è un’idea nuova, ma gli scienziati non sono ancora riusciti a trasformarle in pellicole trasparenti.
Alexander Henn, Dipartimento di Biotecnologie e Tecnologie Chimiche Università di Aalto, autore principale dello studio ha affermato:
«I rivestimenti ottici devono essere trasparenti, ma finora sono visibili anche pellicole di particelle di lignina piuttosto sottili. Sapevamo che le particelle piccole appaiono meno torbide, quindi volevo vedere la possibilità di realizzare pellicole di particelle invisibili spingendo la dimensione delle particelle a un livello minimo».
Il team di ricercatori ha utilizzato la lignina acetilata e ha sviluppato un metodo migliore per esterificarla in una reazione che richiede solo pochi minuti e avviene alla temperatura relativamente bassa di 60°C.
Alexander Henn ha affermato:
«Le particelle di lignina che ho ottenuto dalla lignina acetilata avevano proprietà sorprendenti, che hanno reso il resto di questo studio molto interessante. La possibilità di realizzare pellicole fotoniche, ad esempio, è stata una sorpresa totale».
Il nuovo metodo oltre ai rivestimenti antiappannamento e antiriflesso, può anche realizzare pellicole colorate da nanoparticelle di lignina. Controllando lo spessore del rivestimento e utilizzando pellicole multistrato, il team di ricercatori ha creato materiali con diversi colori strutturali.
Alexander Henn ha evidenziato il lavoro del team di ricercatori, ha aggiunto:
«L’impegno di Sahar Babaeipour è stato fondamentale per controllare le proprietà fotoniche delle particelle. I ricercatori Paula Nousiainen e Kristoffer Meinander hanno apportato competenze rispettivamente nella chimica della lignina e nei fenomeni fotonici, aiutando il team a dare un senso ai risultati e ad usarli in modo efficace”.
La facilità della reazione e la sua alta resa – secondo lo studio di fattibilità del team di ricercatori -, fanno sì che possa essere scalata con profitto a livelli industriali.
Monika Österberg professoressa presso il Dipartimento di chimica, Università di Aalto, in Finlandia ha affermato:
«I prodotti a base di lignina potrebbero avere un valore commerciale e contemporaneamente fungere da pozzi di assorbimento del carbonio, contribuendo ad alleviare l’attuale dipendenza dai combustibili fossili e a ridurre le emissioni di anidride carbonica. Applicazioni ad alto valore aggiunto come questa sono importanti per promuovere la valorizzazione della lignina e allontanarci dall’uso della lignina solo come combustibile».
Alexander Henn in conclusione ha sottolineato:
«Lo studio ha tratto vantaggio dall’avere prospettive che lo hanno portato oltre il banco di laboratorio. Il lavoro di squadra è stato una parte importante per rendere questo studio di grande impatto. Siamo stati in grado di includere l’analisi tecno-economica con l’aiuto del professor Pekka Oinas e della ricercatrice dottoranda Susanna Forssell».
