Lisa Sturm/EyeEm/Getty Images
Il legno è un materiale davvero fantastico, ma sicuramente non ha la forza e la tenacità di altri materiali come i metalli più resistenti. Ciò potrebbe cambiare, tuttavia, grazie alla ricerca condotta dall’Università del Maryland, College Park, dove gli ingegneri hanno trovato un modo per fare il legno più di 10 volte più resistente delle leghe di titanio.
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I risultati significano che il materiale a base di alberi preferito da tutti potrebbe essere utilizzato come alternativa all’acciaio ultraresistente pur rimanendo significativamente più leggero. Anche i legni teneri a crescita più rapida come il pino e la balsa potrebbero essere trattati per sostituire alcune delle applicazioni che attualmente richiedono legni a crescita più lenta ma più densi come il teak.
“Abbiamo [sviluppato] una tecnica di densificazione totalmente nuova combinando la modificazione chimica e la pressatura a caldo”, Liangbing Hu, il leader del gruppo di ricerca, ha dichiarato a Digital Trends. “Il nostro legno densificato risultante presenta una struttura altamente densa e laminata con pareti cellulari intrecciate che sono completamente collassate senza spazi vuoti. La maggior parte del legno densificato è costituito da nanofibre di cellulosa ben allineate, che migliorano notevolmente la formazione di legami idrogeno tra le nanofibre vicine. Le prestazioni meccaniche del legno densificato risultante sono migliori di oltre un ordine di grandezza rispetto a quelle del legno naturale.
La modifica chimica a cui si riferisce Hu comporta la rimozione parziale della lignina, il polimero organico che costituisce un importante materiale strutturale nelle piante, e dell’emicellulosa, un componente delle pareti cellulari delle piante. La tecnica di densificazione è stata poi completata mediante pressatura a caldo fino alla temperatura di 100 gradi centigradi.
Per mettere alla prova il nuovo materiale, il team ha testato la sua resistenza ai proiettili simili a proiettili sparandogli contro. Mentre il proiettile era in grado di perforare completamente il legno naturale, nel caso del nuovo materiale in legno rinforzato è penetrato solo parzialmente.
“Stiamo [attualmente] studiando le sue potenziali integrazioni in molteplici applicazioni che lo richiedono il materiale per soddisfare la matrice prestazionale completa”, ha detto Hu, riguardo al passo successivo del progetto. Una startup dell’Università del Maryland chiamata “Inventwood” è stata creata per aiutare a commercializzare le tecnologie avanzate del legno dell’università, inclusa questa.
Un documento di ricerca sul lavoro, intitolato “Trasformazione del legno naturale sfuso in un materiale strutturale ad alte prestazioni”, è stato recentemente pubblicato sulla rivista Nature.
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