Un nuovo processo di asseblaggio trasforma le nanofibre di legno in un super biomateriale
(Rinnovabili.it) – Per molto tempo la seta dei ragni, una fibra proteica composta da oltre 3.500 amminoacidi, ha detenuto il titolo di biomateriale più forte al mondo. Possiede una resistenza alla trazione 4 volte superiore a quella dell’acciaio pur essendo più elastica ed è fino a 3 volte più dura del Kevlar. Per anni gli scienziati hanno cercato di sfruttarla, imitarla e persino migliorarne la ricetta. Ora, un team di ricercatori internazionali ha creato un nuovo biomateriale con nanofibre di legno in grado di sottrarre alla seta di ragno il record. Il lavoro pubblicato su ACS Nano – ha messo insieme le competenze dello svedese KTH Royal Institute of Technology con quelle degli ingegneri chimici dell’Università del Michigan e di Stanford: insieme hanno realizzato la loro versione di super legno, etichetta che oggi viene usata per indicare il materiale risultante dopo un processo di ingegnerizzazione della cellulosa.
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Come nel caso del lavoro svolto dall’Università del Meryland, gli scienziati si sono concentrati sulle nanofibrille di cellulosa (Cellulose NanoFibrils – CNF), minuscoli elementi che funzionano come blocchi di costruzione nelle cellule vegetali. Hanno una resistenza e una rigidità straordinariamente elevate, ma i compositi di cellulosa naturale o artificiale costituiti a partire da questi “mattoncini” risultano essere fino a 15 volte più deboli dei CNF stessi. La sfida posta di fronte al team era dunque quella di trovare il giusto modo per assemblare le nanofibrille in maniera tale da ottenere un biomateriale forte. I ricercatori hanno utilizzato una tecnica di assemblaggio “flusso- assistita” che prevedeva la sospensione delle nanofibre del legno in acqua, attraverso canali di appena 1 mm di larghezza. Acqua deionizzata e a basso pH scorre attraverso i canali e aiuta i CNF ad allinearsi nella giusta direzione e auto-organizzarsi in fasci ben impachettati. Il biomateriale risultante è forte, rigido, leggero ed è grande abbastanza per essere usato nella pratica. Il team ha misurato la rigidità alla trazione (86 gigapascal) e la sua resistenza (1,57 gigapascals) sostenendo di aver creato il super legno più forte mai realizzato fino ad oggi.