L'Università del Maryland ha prodotto un particolare legno strutturale ottenuto da pioppi geneticamente modificati, privati della lignina senza l’impiego di sostanze chimiche
Il legno ingegnerizzato offre una prospettiva eco friendly per l’industria delle costruzioni
Il legno strutturale ad alte prestazioni rappresenta un materiale centrale per il futuro dell’industria delle costruzioni, offrendo una capacità di stoccaggio naturale capace di immagazzinare una tonnellata di CO2 ogni metro cubo di materiale. Tuttavia, per poter raggiungere prestazioni equivalenti a quelle dell’acciaio o del cemento, il “mass timber” necessita di una lavorazione preliminare che spesso comporta l’uso di sostanze chimiche, riducendo così i benefici ambientali. I ricercatori dell’Università del Maryland sono però riusciti a creare una varietà di pioppo geneticamente modificato ideale per produrre legno strutturale a cattura di CO2 ad alte prestazioni.
Migliorare la sostenibilità del legno strutturale senza rinunciare alla resistenza
Il legno strutturale è spesso visto come un’alternativa ai materiali convenzionali per un futuro decarbonizzato. Offre ottime prestazioni, alta resistenza, proprietà ignifughe ed è in grado di immagazzinare CO2 per un periodo di tempo più lungo rispetto al legno tradizionale.
Esiste però un ostacolo alla totale sostenibilità del materiale: l’impiego di sostanze chimiche indispensabili per migliorare le prestazioni ed un impiego di energia non indifferente per la sua produzione. Prima di poterlo trattare a fine ignifughi o per implementare la resistenza, il legno strutturale va privato di uno dei suoi componenti principali, la lignina.
Il processo di rimozione della lignina è stato ampiamente approfondito da molteplici studi precedenti accomunati però dalla necessità indispensabile di impiegare agenti chimici in grado di rimuovere il componente.
Come riuscire dunque a produrre un legno strutturale cattura CO2 e ad alte prestazioni maggiormente ecofriendly? Guidati da Yiping Qi, professore presso il Dipartimento di Scienze delle piante e Architettura del paesaggio presso l’Università del Maryland, i ricercatori hanno agito a monte di tutto il processo produttivo, sin dalla nascita della pianta dalla quale viene poi recuperato il legno.
Eliminare un gene del pioppo selvatico
La tecnologia impiegata per migliorare la sostenibilità del legno strutturale cattura CO2 si chiama base editing e prevede la rimozione di un gene chiave della pianta del pioppo, il 4CL1. Il risultato è un pioppo con un contenuto di lignina inferiore del 12,8% rispetto ai pioppi selvatici. Una percentuale paragonabile al legno ingegnerizzato ottenuto in seguito all’applicazione dei processi chimici.
I pioppi geneticamente modificati sono stati coltivati in serra accanto ai pioppi selvatici. Nei sei mesi di osservazione i ricercatori non hanno rilevato alcuna differenza nei tassi di crescita tra le due varietà e nessuna differenza significativa nella struttura dei due alberi.
Per testare le prestazioni dell’innovativo legno strutturale ottenuto da pioppi geneticamente modificati, i ricercatori hanno prodotto diversi campioni di legno compresso, mettendolo a confronto con elementi simili ma realizzati a partire da pioppo selvatico e con elementi lavorato chimicamente per ridurre il quantitativo di lignina. I risultati hanno mostrato prestazioni del pioppo geneticamente modificato compresso, pari a quelle del legno naturale trattato chimicamente. Entrambi risultano più densi ed 1,5 volte più resistenti del legno naturale compresso, non trattato.
I risultati della ricerca “Genome-edited trees for high-performance engineered wood” sono stati pubblicati sulla rivista Matter.
