‘Λυγίζει, αλλά δεν σπάει’. Με αυτό τον τίτλο το Ιταλικό Ινστιτούτο Τεχνολογίας (ΙΙΤ) της Γένοβας ανακοίνωσε την ανάπτυξη μιας νέας βιώσιμης μεθόδου για την διαμόρφωση του ξύλου, γεγονός που ανοίγει νέες δυνατότητες για εφαρμογές σε προϊόντα και κατασκευές επόμενης γενιάς με βάση το ξύλο.
Η νέα μέθοδος είναι αποτέλεσμα του έργου της ερευνητικής μονάδας «Smart Materials», υπό τον συντονισμό της Ελληνίδας ερευνήτριας Αθανασίας Αθανασίου, Αναπληρώτριας Επιστημονικής Διευθύντριας του Ιταλικού Ινστιτούτου Τεχνολογίας (IIT) στη Γένοβα (Ιταλία), η οποία έχει αναπτύξει μια νέα μέθοδο για να καταστήσει το ξύλο προσωρινά εύκαμπτο με ελεγχόμενο τρόπο και, ως εκ τούτου, ευκολότερο στη διαμόρφωση. Πρόκειται για μια καινοτομία η οποία ανοίγει το σενάριο μιας βιώσιμης, οικολογικής, εναλλακτικής λύση έναντι των υφιστάμενων, πιο ρυπογόνων ή ενεργοβόρων διαδικασιών.
Σύμφωνα με το Ιταλικό Ινστιτούτο Τεχνολογίας, σε αντίθεση με τις τρέχουσες προσεγγίσεις, η προτεινόμενη τεχνολογία, η οποία δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Communications Materials» του Nature Portfolio, εμφανίζεται πολλά υποσχόμενη για μια σειρά τομέων που απαιτούν καμπύλο ξύλο, όπως η κατασκευή επίπλων, η εσωτερική διακόσμηση, η κατασκευή μουσικών οργάνων και τα παιχνίδια.
Το ξύλο είναι ένα βιώσιμο, ανθεκτικό, βιοαποικοδομήσιμο και οικονομικά προσιτό δομικό υλικό, αλλά η δομή του είναι από τη φύση της άκαμπτη. Σε αντίθεση με υλικά όπως το μέταλλο ή το πλαστικό, το ξύλο είναι δύσκολο να λυγίσει και να διαμορφωθεί σε καμπύλες χωρίς να υποστεί ζημιά. Αυτό το χαρακτηριστικό περιορίζει τη χρήση του σε εφαρμογές που απαιτούν υψηλό βαθμό επεξεργασιών, τονίζει το ΙΙΤ.
Το Ινστιτούτο της Γενοβάς σημειώνει πως, με την πάροδο του χρόνου, έχουν αναπτυχθεί διάφορες μέθοδοι επεξεργασίας, οι οποίες χωρίζονται γενικά σε δύο κύριες κατηγορίες. Η πρώτη περιλαμβάνει τεχνικές υψηλής ενεργειακής κατανάλωσης, οι οποίες ενδέχεται να αλλοιώσουν τις μηχανικές ιδιότητες του ξύλου και να το καταστήσουν λιγότερο ανθεκτικό. Η δεύτερη, που χρησιμοποιείται συνήθως για την παραγωγή κόντρα πλακέ και ελασματοποιημένου ξύλου, βασίζεται σε κόλλες που προέρχονται από την πετροχημική βιομηχανία. Εκτός από το ότι ρυπαίνουν το περιβάλλον, αυτές οι κόλλες καθιστούν το τελικό προϊόν μη βιοαποικοδομήσιμο, δυσχεραίνοντας τη διάθεσή του στο τέλος του κύκλου ζωής του.
Εδώ λοιπόν έρχεται η καινοτομία της ερευνητικής μονάδας «Smart Materials» του IIT για να ξεπεραστούν τα ανωτέρω όρια. Η έρευνα αναδεικνύει ως βασικό στοιχείο της διαδικασίας είναι το Cyrene™: ένας «πράσινος» διαλύτης που προέρχεται από την κυτταρίνη, ένα συστατικό που βρίσκεται φυσικά στα φυτά. Οι επιδράσεις του στη δομή του ξύλου διερευνήθηκαν σε μοριακό επίπεδο. Όταν αναμιγνύεται με νερό, ο διαλύτης δρα τόσο στα μη κρυσταλλικά συστατικά του ξύλου — τη λιγνίνη και την ημικυτταρίνη — όσο και στις ίνες κυτταρίνης, χωρίς να αλλοιώνει τη φυσική εσωτερική του δομή. Μόλις εμποτιστεί, το ξύλο γίνεται πιο εύκαμπτο και πιο εύκολο να λυγίσει. Αφού επιτευχθεί η επιθυμητή γεωμετρία, το ξύλο στεγνώνει, σταθεροποιώντας το στο νέο του σχήμα χωρίς να θίγονται οι αρχικές μηχανικές του ιδιότητες.
Το ΙΙΤ σημειώνει ως ιδιαίτερα σημαντικό στοιχείο το γεγονός ότι η μέθοδος δεν απαιτεί την προσθήκη ουσιών πετροχημικής προέλευσης: το διαμορφωμένο ξύλο παραμένει επομένως βιοαποικοδομήσιμο, συμβάλλοντας έτσι στην κυκλική οικονομία. Μια δεύτερη επεξεργασία μπορεί επίσης να επαναφέρει το ξύλο στο αρχικό του σχήμα ή σε διαφορετικό.
Στα πλαίσια της έρευνας χρησιμοποιήθηκαν λεπτά φύλλα, πάχους από 1 έως 5 χιλιοστά, κατασκευασμένα από είδη που χρησιμοποιούνται συνήθως στην κατασκευή μοντέλων ή στην ξυλουργική: λεύκα — το κύριο υλικό που μελετήθηκε — καθώς και μπαλσά, καρυδιά Μπαΐα, οκουμέ και φράξος. Η χρήση μεγαλύτερων κομματιών ξύλου θα ήταν δυνατή μόνο σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις.
Η Μαρτίνα Νάρντι, ερευνήτρια στη μονάδα «Smart Materials» του IIT, δηλώνει πως «χάρη στον μοναδικό συνδυασμό αντοχής, ανθεκτικότητας και μονωτικών ιδιοτήτων, σε συνδυασμό με τη φυσική του προέλευση, το ξύλο αποτελεί πολύτιμο σύμμαχο στην αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής». Και προσθέτει πως «για τον λόγο αυτό, είναι απαραίτητο να αναπτυχθούν νέες βιώσιμες μέθοδοι που αυξάνουν την ευκαμψία και την ευελιξία του, καθιστώντας το κατάλληλο για ένα ολοένα και ευρύτερο φάσμα εφαρμογών. Η μέθοδός μας κινείται ακριβώς προς αυτή την κατεύθυνση: καθιστά δυνατή την κάμψη του ξύλου με βιώσιμο τρόπο και χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, χωρίς να θίγονται ούτε οι φυσικές μηχανικές του ιδιότητες ούτε η βιοαποικοδομήσιμοτητά του.»
Το ΙΙΤ τονίζει πως η μέθοδος, η οποία αποτελεί επί του παρόντος αντικείμενο αίτησης διπλώματος ευρεσιτεχνίας, θα μελετηθεί περαιτέρω και θα βελτιστοποιηθεί προκειμένου να προσδιοριστούν οι τομείς στους οποίους υπάρχει η μεγαλύτερη ζήτηση για καμπυλωμένο ξύλο, όπως η κατασκευή μουσικών οργάνων, παιδικά παιχνίδια, έπιπλα και εσωτερική διακόσμηση. Η στρατηγική που αναπτύχθηκε θα μπορούσε να προσφέρει μια βιώσιμη, ήπια και ενεργειακά αποδοτική προσέγγιση για την επεξεργασία του ξύλου σε διαφορετικά σχήματα, ανοίγοντας νέες δυνατότητες για μια νέα γενιά σχεδιασμένων και κατασκευασμένων προϊόντων με βάση το ξύλο.
Η Αθανασία Αθανασίου, συντονίστρια της μελέτης και του εμβληματικού προγράμματος του IIT «Τεχνολογίες για τη Βιωσιμότητα», σημειώνει πως «η επανεξέταση των ανανεώσιμων υλικών και η προσαρμογή των ιδιοτήτων τους σε διαφορετικές εφαρμογές, με τη χρήση χημικών ουσιών χαμηλού περιβαλλοντικού αντίκτυπου και διαδικασιών χαμηλής ενεργειακής κατανάλωσης, αποτελεί μια συγκεκριμένη πορεία προς ένα πιο βιώσιμο μέλλον, ικανό να καλύψει τις ανάγκες της κοινωνίας». Η Ελληνίδα ερευνήτρια υπογραμμίζει επίσης πως «παρόμοιες προσεγγίσεις αναπτύσσονται στο πλαίσιο του εμβληματικού προγράμματος, το οποίο συγκεντρώνει ποικίλη εμπειρογνωμοσύνη από όλο το Ινστιτούτο με σκοπό την ανάπτυξη βιώσιμων τεχνολογιών και τη μετατροπή τους σε συγκεκριμένες λύσεις για την κοινωνία και την αγορά.»
