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– A desestabilização torna a madeira mais estável
Cortesia EMPA de Stephan Kälin: Pode ser deformada conforme necessário e é três vezes mais forte que a madeira natural: o material de madeira desenvolvido por Marion Frey, Tobias Keplinger e Ingo Burgert da Empa e ETH Zurich tem potencial para se tornar um material de alta tecnologia. No processo, os pesquisadores removem com precisão a parte da madeira que lhe confere estabilidade na natureza: a lignina.
A madeira é um dos materiais mais antigos do mundo. A madeira é leve, possui excelentes propriedades mecânicas, regrows – e liga o CO2. No contexto do atual debate climático, as duas últimas propriedades, em particular, levantam a questão de como a madeira pode ser usada ainda mais e melhor. O grupo de pesquisa de Ingo Burgert na Empa e na ETH Zurich vem investigando essa questão há anos. Seu objetivo é melhorar as propriedades naturais da madeira e equipá-la com novas funções que ampliarão a faixa de aplicação da madeira.
Juntamente com Tanja Zimmermann, atual chefe do departamento de “Materiais Funcionais” da Empa, Ingo Burgert já criou objetos de madeira surpreendentes na unidade “Vision Wood” do edifício experimental NEST: maçanetas de porta de madeira antimicrobiana, madeira mineralizada para maior resistência à chama ou um quadro de pinos feito de madeira magnetizada são apenas alguns exemplos. Após cerca de três anos de testes práticos, é possível tirar uma conclusão positiva para os dois primeiros exemplos no apartamento do aluno “Vision Wood”. No entanto, ainda há espaço para melhorias neste último. O trabalho de pesquisa mais recente do grupo “Wood Materials Science” na ETH Zurich e Empa agora está abrindo novas possibilidades: “Encontramos uma maneira de melhorar significativamente as propriedades mecânicas da madeira e, ao mesmo tempo, tornar ainda mais fácil equipá-la com novas propriedades “, diz Burgert.
Flexível quando molhado, estável quando seco
A chave está na deslignificação e compactação da madeira. Quimicamente, a madeira consiste essencialmente em três componentes: celulose, hemicelulose e lignina. A lignina garante que as fibrilas de celulose longas sejam estabilizadas e não dobrem. “Usamos ácido para remover essa lignina da madeira e, assim, remover o adesivo natural”, explica Marion Frey, que atualmente está fazendo doutorado na equipe de Burgert. O resultado: a madeira – ou melhor, a celulose branca restante – pode ser facilmente transformada em qualquer forma quando úmida: entre as células onde a lignina proporcionou estabilidade, a água se distribui, dissolve as conexões das células e garante a deformabilidade. Quando a madeira deslignificada é seca, as células se entrelaçam – o que, por sua vez, leva a compostos estáveis. O material é então compactado adicionalmente pressionando, de modo que os pesquisadores acabam tendo um material cerca de três vezes mais rígido e mais tenso que o abeto natural. Além disso, a adição de um revestimento repelente à água garante que o interior da madeira não fique mais úmido e, assim, mantenha a forma desejada.
Funcionalização mais simples para aplicações em carros e aviões – Estabilidade da madeira
Além da deformabilidade, a remoção da lignina da madeira tem outro efeito: leva a uma maior porosidade. “Esta é uma grande vantagem para a funcionalização da madeira. Como há mais espaço entre as células e nas paredes das células, é mais fácil introduzir outras substâncias na estrutura da madeira que conferem à madeira modificada novas propriedades”, diz Tobias Keplinger. Por exemplo, o óxido de ferro pode ser inserido na madeira para magnetizá-la. Em seus experimentos, os pesquisadores conseguiram mostrar que a madeira sem lignina pode ser magnetizada muito melhor do que a madeira natural – anteriormente usada na unidade NEST “Vision Wood”.
Os pesquisadores veem possíveis aplicações de seu novo material nas indústrias automotiva, de aviação e de móveis. A designer Meri Zirkelbach já implementou suas primeiras idéias de produtos como parte de uma tese de mestrado. Os resultados incluem um capacete de bicicleta, o acabamento interno de uma porta de carro e o espelho lateral de um veículo.
Estabilidade da madeira
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