Grazie al finanziamento dell’Unione Europea, è nato il progetto “EUCALIVA” con lo scopo di sviluppare e dimostrare metodologie innovative per convertire la lignina grezza nei precursori di altri prodotti, quali fibre di carbonio, film elastici destinati a diventare tessuti e materiali intelligenti, anche tessuti non tessuti e loro derivati.
La lignina è un polimero naturale presente nella maggior parte delle piante; poichè una delle sue funzioni principali è l’irrigidimento, le piante rigide come gli alberi ne contengono grandi quantità.
Tradizionalmente, gli esseri umani non hanno mai valorizzato la lignina, che è diventata un sottoprodotto scartato dalla fabbricazione di carta di alta qualità.
Dai processi di spappolamento, l’Europa accumula circa 17 milioni di tonnellate di lignina indesiderata all’anno, di cui la maggior parte viene bruciata e solo il 2% è utilizzato per altri scopi commerciali di basso valore.
I ricercatori del team Eucaliva hanno dimostrato e convalidato un impianto di produzione su scala pilota, basato su un processo che recupera la lignina dal liquor nero, un sottoprodotto del processo chimico Kraft che rimuove la lignina dalla pasta di legno.
L’attenzione è stata focalizzata su tre aspetti fondamentali della preparazione della lignina:
- sono stati ottimizzati i processi di separazione, preparazione della lignina e fabbricazione di fibre a base di lignina;
- sono stati sviluppati percorsi di termostabilizzazione efficienti e più veloci;
- sono state sviluppate fibre di carbonio e altri materiali a base di carbonio con proprietà migliorate.
Il miglioramento delle proprietà meccaniche delle fibre di carbonio permette loro di sostituire il vetro in applicazioni strutturali, come i compositi rinforzati con fibre, e di essere utilizzate per altre applicazioni funzionali.
Eucaliva utilizza la polpa ottenuta dall’Eucalyptus globulus, la specie arborea ideale per le piantagioni, che cresce alta e dritta, e così rapidamente che il suo ciclo di raccolta è di 9-14 anni. Tuttavia, la tecnica di estrazione della lignina dovrebbe essere adattabile ad altre specie.
I test comprendevano un materiale estensibile, su cui era stampato un circuito miniaturizzato.
Gli elettrodi potrebbero entrare a contatto con la pelle umana, dove monitorano e quantificano i biomarcatori fondamentali della traspirazione umana.
Il team ha anche dimostrato l’integrazione degli elettrodi estensibili sia negli abiti da lavoro protettivi che nei guanti.
Gli elettrodi hanno funzionato con successo su cicli ripetuti di allungamento e questo ha dimostrato il potenziale degli elettrodi integrati negli indumenti, per il monitoraggio della salute di chi li indossa.
Tra le altre applicazioni possibili, il team sta lavorando su una stuoia in fibra di carbonio a base di lignina, porosa, chiamata tessuto di carbonio attivato.
Al momento, ciascun partner del progetto porterà la tecnologia di conversione della lignina in direzioni diverse: alcuni svilupperanno le applicazioni dei biosensori mentre altri cercheranno di produrre nuovi materiali.
Nessuna applicazione è, però, ancora pronta per la commercializzazione, ma si ritiene che, in un futuro non troppo lontano, la lignina sostituirà le fonti fossili per molti materiali a base di polimeri.