Quando Timothée Boitouzet ha studiato architettura in Giappone, dove gli edifici devono sopravvivere ai terremoti, ha capito che il prossimo materiale intelligente potrebbe essere quello che gli umani hanno usato per migliaia di anni: il legno.
"In Francia, costruiamo più con cemento e pietra che con il legno", ha detto. "Quando sono entrato in contatto con la cultura edile giapponese ho capito come poter costruire fantastiche strutture con il legno. Questo materiale che consideriamo tutto fuorché innovativo è in realtà super intelligente. Il vero materiale del futuro. È questo che mi ha legato al progetto del legno trasparente e aumentato."
Nel 2016, Boitouzet ha fondato in Francia Woodoo, una società di scienza dei materiali con sede a Parigi. Woodoo modifica il legno per dargli nuove proprietà. Il suo obiettivo è quello di trasformare l'industria delle costruzioni sostituendo ad esempio l'acciaio con il legno.
Diversamente da altri materiali da costruzione, come la pietra o il cemento che contiene sabbia, il legno è una risorsa rinnovabile, che lo rende un materiale da costruzione sostenibile, ha affermato Boitouzet.
Gestiamo gli alberi con intelligenza
Costruire di più con gli alberi offre insieme un'opportunità ed una responsabilità. L'opportunità è quella di aiutare a frenare la grande impronta di carbonio del settore delle costruzioni, che sta accelerando il cambiamento climatico. Un recente rapporto del World Green Building Council stima che l'11% delle emissioni globali di carbonio provenga da materiali e processi di costruzione durante l'intero ciclo di vita dell'edificio. Poiché gli alberi contengono carbonio, l'uso del legno negli edifici è un modo per immagazzinare carbonio. Se si vuole rendere il legno aumentato un materiale del futuro la responsabilità è quella di gestire l'uso degli alberi con saggezza, avendo cura di piantare (e di piantare tantissimi) più esemplari di quanti ne servano per le costruzioni.
Legno trasparente, una svolta nei materiali
Estraendo dal legno la lignina, sostanza che costituisce le sue pareti cellulari, e sostituendola con un tipo specifico di polimero, il legno diventa un nuovo materiale trasparente. "È resistente alle intemperie, più resistente al fuoco, da tre a cinque volte più forte. E poi è trasparente", dice Boitouzet.
Non sottovalutate questa proprietà: Grazie alle caratteristiche del polimero aggiunto in sostituzione della lignina, la luce attraversa il legno ed apre ad un mondo di possibili applicazioni.
Realtà aumentata, legno "aumentato"
Finora sono le case automobilistiche quelle che hanno mostrato più interesse per il suo legno trasparente.
Attualmente, attraverso un progetto chiamato Woodoo Augmented Wood, la società sta lavorando all'integrazione dell'elettronica nel suo legno "touch", attraverso la collaborazione con i partner del settore. Il materiale del futuro, che trasmette la luce, diventerà parte integrante di particolari "cruscotti tattili" nelle auto, pannelli che incorporeranno comandi e display.
Woodoo vede l'industria dell'auto come una porta per immettere sul mercato i suoi prodotti, introducendo nel contempo prodotti in legno più leggeri e che producono meno emissioni rispetto ai pannelli tradizionali.
Boitouzet non è l'unico eccitato dalle possibilità offerte dal legno. Lars Berglund, professore di legno e materiali compositi presso il KTH Royal Institute of Technology in Svezia, ha scoperto che esistono molti usi per legni trasparenti e resistenti.
"È un'area che per essere innovata ha bisogno di molta creatività, perché le persone hanno lavorato sulla tecnologia del legno per centinaia di anni", ha affermato Berglund.
Mentre altre ricerche hanno principalmente cercato di ovviare alle sue carenze, come la sua sensibilità all'acqua, lui e il suo team si sono concentrati su altre caratteristiche. Il loro focus è sull'uso del legno trasparente per applicazioni di ingegneria.
Il prof. Berglund usa il legno come modello per la nanotecnologia: come Boitouzet elimina la lignina, introduce un polimero e aggiunge altre tecnologie per ampliarne la funzionalità e rendere il materiale trasparente.
Il soffitto luminoso
L'applicazione studiata al momento dal team di Berglund è quella di incorporare punti quantici nel legno per creare diodi a emissione di luce (LED). "L'idea è quella di avere, ad esempio, un soffitto in legno che si illumina per intero", ha detto.
A differenza di una luce puntuale, la luce del legno trasparente è diffusa, più naturale e comoda da osservare, afferma il prof. Berglund. I punti quantici sono una raccolta di atomi di semiconduttori, larghi alcuni nanometri, che si illuminano se esposti alla luce UV.
Questi pannelli sono solo una delle tante applicazioni possibili per il legno trasparente come materiale del futuro.
Il legno può anche costituire la base per finestre elettrocromatiche. "Finestre intelligenti" che possono bloccare la luce quando vengono attraversate dall'elettricità.
Batterie di legno
Berglund ritiene che questo legno di nuova generazione possa trovare applicazione anche nel settore energetico. "Possiamo migliorare l'efficienza (delle celle solari) perché la dispersione della luce (all'interno del legno) le fa compiere un percorso più lungo: in altre parole puoi assorbire più energia", ha detto.
L'utilizzo di un materiale a cambiamento di fase anziché di un polimero per sostituire la lignina trasforma il legno in un dispositivo di accumulo dell'energia. Durante il giorno, questa "batteria di legno" può assorbire calore, ma di notte, quando le temperature si raffreddano, il materiale a cambiamento di fase si cristallizza, rilasciando calore.
La sfide: scalabilità e ambiente
"Come si passa dall'elaborazione in laboratorio, dove si ha uno stretto controllo sulla propria nanostruttura, a qualcosa che può essere fatto su scala industriale?" si chiede il prof. Berglund. La scalabilità e in genere la ricerca di partner commerciali sono un problema per ogni nuovo sviluppo, e il legno trasparente non fa eccezione.
Altra missione cruciale è rendere il legno aumentato ancora più ecologico. Un modo per farlo sarebbe quello di conservare quanta più lignina possibile, invece di scartarla. "Se la rimuovi, stai aggiungendo un passaggio chimico che costa energia e richiede solventi", dice Berglund.
Per questo il suo team si sta concentrando sull'utilizzo di un polimero più verde nei materiali. "Finora quelli utilizzati sono stati a base di petrolio per impegnare meglio il legno, ma ora stiamo lavorando con un polimero a base biologica".
