El 8 d'agost de 2023, una publicació ràpida a la revista Nature va informar de les últimes conclusions de la investigació de l'equip del professor Shuai Li de la Facultat d'Enginyeria de Materials de la Universitat Agrícola i Forestal de Fujian. L'equip ha superat amb èxit els reptes tècnics dels adhesius de fusta tradicionals a base de lignina, inclosos els processos de preparació complexos, els alts costos i el baix rendiment. Han utilitzat lignina d'alta activitat per desenvolupar un nou adhesiu de fusta a base de lignina verda amb excel·lents propietats d'unió, que es mostra prometedor com una alternativa ideal als adhesius a granel basats en petroquímics.
Els compostos de fusta dissenyada, com ara taulers de partícules, s'utilitzen àmpliament en diversos camps, com ara la construcció i la decoració d'interiors. La producció anual de fusta d'enginyeria de la Xina supera els 300 milions de metres cúbics, ocupant el primer lloc del món. Actualment, els adhesius més utilitzats per a aquests compostos de fusta són les resines d'urea-formaldehid i fenol-formaldehid, que depenen principalment de recursos petroquímics i sovint pateixen emissions de formaldehid. Per reduir la dependència dels recursos fòssils, la indústria ha centrat la seva atenció en l'ús de la lignina de la biomassa lignocel·lulòsica renovable com a substitut parcial del fenol, donant lloc al desenvolupament de resines de lignina-fenol-formaldehid. Tanmateix, la lignina industrial presenta una condensació severa i una baixa reactivitat durant el procés de separació, donant lloc a adhesius amb un rendiment d'unió inferior, un color més fosc, un cost més elevat i una incapacitat per superar completament les emissions de formaldehid. En conseqüència, hi ha un interès creixent en les comunitats acadèmiques i industrials per desenvolupar adhesius de fusta de baix cost, d'alt rendiment i no tòxics utilitzant biomaterials verds i baixos en carboni.
Inspirats per la capacitat de la lignina d'unir la cel·lulosa i l'hemicel·lulosa a la biomassa lignocel·lulosa d'una manera semblant a la cola, el professor Shuai Li i el seu equip van extreure lignina altament activa de la fusta i els residus agrícoles per crear un nou adhesiu de fusta a base de lignina verda. Amb aquest adhesiu, van produir amb èxit fusta contraxapada d'alta qualitat dins d'un ampli rang de temperatures de 100 a 190 graus centígrads, oferint avantatges com ara síntesi verda, processament senzill, rendiment excel·lent i baix cost.
La caracterització de la interfície microscòpica va revelar que el mecanisme d'adhesió de l'adhesiu de fusta a base de lignina implica principalment el suavització de la lignina i la penetració i l'ompliment de la lignina suavitzada en espais intercel·lulars com els vasos. Utilitzant tècniques com la ressonància magnètica nuclear bidimensional i l'espectroscòpia de microinfrarojos, es va trobar que la lignina de l'adhesiu pateix un autoreticulació in situ i forma enllaços amb la lignina nativa a les parets cel·lulars de les plantes. En general, l'adhesiu a base de lignina aconsegueix unió física i química a la interfície, permetent la producció eficient de productes de fusta verds i baixos en carboni.
Aquest article ampliat ofereix una descripció més detallada i acadèmica del desenvolupament del nou adhesiu de fusta a base de lignina. La investigació realitzada per l'equip del professor Shuai Li ofereix informació valuosa sobre el mètode de preparació i el mecanisme d'unió d'aquest adhesiu verd. Obre el camí per a l'aplicació d'adhesius de fusta a base de lignina a la indústria de la fusta d'enginyeria. Les troballes tenen un valor acadèmic significatiu i perspectives d'aplicació pràctica, contribuint a l'avenç de la tecnologia adhesiva basada en lignina i a la consecució dels objectius de desenvolupament sostenible.