Architettura nanoscopica del legno studiata in dettaglio per aumentarne resistenza

Gli scienziati sono riusciti ad osservare l'esatta disposizione molecolare delle macrofibrille nelle cellule del legno (credito: Dipartimento di Biochimica, Università di Cambridge)

Il legno è stato utilizzato per costruire case e in generale edifici per millenni fino a quando si è diffuso il calcestruzzo. Negli ultimi anni è ritornato un interesse per questo materiale per la costruzione di edifici in quanto ritenuto un’alternativa più sostenibile rispetto all’acciaio e allo stesso calcestruzzo.
Tuttavia le proprietà meccaniche del legno non sono all’altezza di questi altri due materiali e ciò, paradossalmente, è dovuto anche ad una mancata comprensione della composizione del legno stesso, soprattutto a livello cellulare e atomico.

Un nuovo studio, pubblicato su Frontiers in Plant Science, ha cercato proprio di colmare questo vuoto. A spiegare i risultati della ricerca è Jan Lyczakowski, ricercatore del Dipartimento di Biochimica dell’Università di Cambridge: “È l’architettura molecolare del legno che determina la sua forza, ma fino ad ora non conoscevamo l’esatta disposizione molecolare disposizione delle strutture cilindriche chiamate macrofibrille nelle cellule del legno. Questa nuova tecnica ci ha permesso di vedere la composizione delle macrofibrille e come la disposizione molecolare differisce tra le piante e ci aiuta a capire come ciò potrebbe influire sulla densità e sulla resistenza del legno.”

I ricercatori, che hanno pubblicato il proprio studio su Frontiers in Plant Science, hanno utilizzato la tecnica della microscopia elettronica a scansione a bassa temperatura (cryo -SEM) per osservare campioni di legno congelati fino a -200° centigradi.
Sono dunque riusciti ad osservare l’architettura delle cellule degli alberi alla grandezza della nanoscala, analizzando al microscopio pareti cellulari 1000 volte più stretto del diametro di un capello umano.

Con questi metodi sarà possibile studiare eventuali modifiche del legno stesso come quelle relative al cambiamento della disposizioni alcuni polimeri all’interno della sua architettura molecolare per alterarne la forza: se si riesce ad aumentare la resistenza del legno, infatti, in futuro potremmo vedere sempre più edifici, e sempre più alti ed imponenti, realizzati in legno piuttosto che in acciaio o in cemento, come specifica Paul Dupree, uno degli autori dello studio.

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