Creato dal legno un materiale più resistente dell’acciaio

Un gruppo di ricercatori dell’Università del Maryland di College Park negli USA ha pubblicato sulla rivista Nature uno studio in cui dimostra che esiste un derivato del legno con più resistenza dell’acciaio.

Legno naturale materiale del futuro

Ci hanno sempre insegnato che il legno era un materiale molto povero, ma i ricercatori statunitensi dell’Università del Maryland di College Park sono stati in grado di smentire questo luogo comune. Infatti, pare che un trattamento chimico-meccanico di alcuni tipi di legno possa portare al rafforzamento della sua struttura, rendendola più resistente dell’acciaio. Lo studio è stato pubblicato nella rivista Nature e Liangbing Hu, professore associato di scienza dei materiali e ingegneria, membro del Maryland Energy Innovation Institute e a capo del team che ha realizzato la ricerca, riferisce che il nuovo modo di trattare il legno lo rende 11,5 volte più forte del legno naturale e dieci volte più duro, in quanto il nuovo materiale potrebbe essere un concorrente dell’acciaio o addirittura delle leghe di titanio, grazie alla sua resistenza. Esso sarebbe anche paragonabile alla fibra di carbonio, pur avendo un costo meno elevato.

Trattamento legno, resistenza elevata

Il processo seguito dai ricercatori della University of Maryland è all’apparenza semplice: si dispongono delle tavole di diversi tipi di legno, tra cui quello di quercia, le quali vengono sottoposte bollitura di sette ore in una soluzione di idrossido di sodio, ovvero la soda caustica, e di solfito di sodio. In seguito a questo trattamento, il legno mantiene al suo interno amido e cellulosa ed eliminandola lignina, un polimero che nel legno naturale tiene insieme le fibre di cellulosa e che conferisce il tipico colore bruno. La struttura della materia avrà degli spazi vuoti, ma venendo pressato alla temperatura di 100 gradi centigradi per 24 ore si ottiene tavola di legno con uno spessore di un quinto di quella originale, ma con una densità tre volte superiore e, soprattutto, una capacità di resistere ai cedimenti 11,5 volte maggiore rispetto all’originale.

Legno naturale sostituto dell’acciaio?

La tavola, analizzata con un microscopio elettronico a scansione, mostra che il processo frantuma i microtubi di cellulosa accartocciandoli e incastrandoli insieme perché composto da tutte le nanofibre allineate nel senso della crescita. Legni teneri come il pino o la balsa, che crescono velocemente e sono più rispettosi dell’ambiente, potrebbero sostituire i legni più lenti a crescere ma più densi come il teak, nei mobili o negli edifici. Potrebbe essere utilizzato nelle auto, in aerei ed edifici, in qualsiasi applicazione in cui viene utilizzato l’acciaio. La robustezza del materiale ottenuto con il nuovo procedimento è stata testata utilizzando uno speciale cannoncino ad aria compressa, normalmente impegnato per provare la resistenza dei veicoli militari. Un laminato composto da cinque tavole del nuovo materiale, con uno spessore complessivo di soli tre millimetri, si è dimostrato in grado di fermare un proiettile di metallo del peso di 46 grammi sparato a una velocità di circa 30 metri al secondo (quindi 108 chilometri orari). La velocità del proiettile utilizzato è molto inferiore a quella delle pallottole di un’arma, che è dell’ordine di parecchie centinaia di metri al secondo, ma è paragonabile a un auto in movimento, rendendo possibile l’utilizzo del nuovo materiale anche nei veicoli a motore.