L’uso del “legno strutturale” ad alta resistenza viene sempre più impiegato come materiale da costruzione, soprattutto per via delle sue caratteristiche green. Tuttavia, la sua produzione comporta ancora oggi non solo la creazione di rifiuti chimici ma anche un notevole consumo energetico. Ma forse ancora per poco: un team di ricercatori dell’Università del Maryland ha trovato una soluzione molto intrigante, che va al cuore del problema. O meglio, al “gene”, appunto modificando geneticamente gli alberi di pioppo per creare un’alternativa strutturale di alta qualità senza questi svantaggi.
Cos’è il legno strutturale
Il legno strutturale è un tipo di legname che viene prodotto rimuovendo un componente chiave del legno naturale, la lignina, e comprimendo il materiale restante per aumentarne la resilienza, la resistenza ai raggi UV e tanto altro.
Questo legno può sostituire materiali da costruzione tradizionali come acciaio, cemento, vetro e plastica, e ha anche il potenziale per catturare la CO2 in modo più duraturo rispetto al legno normale, grazie alla sua capacità di resistere al deterioramento.
Ma, come già anticipato, quello tradizionale prevede l’uso di sostanze chimiche volatili o processi che richiedono molta energia. Per evitare tutto ciò, i ricercatori hanno modificato geneticamente un gene nei pioppi vivi, permettendo loro di produrre un legno già pronto per l’ingegnerizzazione senza bisogno di ulteriori trattamenti.
Meno lignina, maggior resistenza
In passato, i ricercatori dell’Università del Maryland avevano sviluppato metodi per rimuovere la lignina utilizzando vari prodotti chimici, e altri avevano esplorato l’uso di enzimi e tecnologie a microonde.
Ora, usando una tecnica chiamata “base editing” per disattivare un gene chiave denominato 4CL1, i ricercatori sono riusciti a far crescere pioppi con un contenuto di lignina inferiore del 12,8% rispetto ai pioppi non modificati. Tra l’altro, nonostante la disattivazione del gene, i pioppi geneticamente modificati sono cresciuti senza alcuna differenza significativa rispetto a quelli non modificati, in tutti i sei mesi di coltivazione.
Per verificare la validità del loro pioppo geneticamente modificato, il team ha prodotto piccoli campioni di legno compresso ad alta resistenza, simile al truciolato utilizzato spesso nella fabbricazione di mobili. Alla fine del processo di compressione, i ricercatori hanno avuto un’ulteriore conferma dell’innovazione di questo legno strutturale.
Se nella struttura del legno naturale la lignina aiuta le cellule a mantenere la loro forma e ne impedisce la compressione, grazie al suo contenuto inferiore di lignina il legno strutturale dell’Università ha permesso alle cellule di comprimersi maggiormente, incrementando la resistenza del prodotto finale. Infatti, rispetto al legno tradizionale, quello strutturale da loro sviluppato è risultato più denso e oltre 1,5 volte più resistente.
Per saperne di più su questo studio, vi consigliamo la lettura integrale del paper pubblicato su Matter.
Yu Liu, Gen Li, Yimin Mao, Xuejun Pan, Yiping Qi, Liangbing Hu e al., Genome-edited trees for high-performance engineered wood, Matter (2024), DOI: doi.org/10.1016/j.matt.2024.07.003.
