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Poiché nei boschi svizzeri vengono piantati sempre più alberi decidui, il cui legno viene spesso bruciato direttamente; sono molto richieste idee innovative per utilizzare il legno di latifoglie svizzere in modo più sostenibile. I ricercatori dell’Empa stanno quindi dotando il legno di nuove funzionalità. Il loro ultimo colpo di genio: legno che può brillare al buio.
Un team guidato dal ricercatore specializzato in funghi Francis Schwarze del laboratorio Cellulose & Wood Materials dell’Empa a San Gallo sta attualmente perseguendo un’altra idea per un nuovo tipo di materiale composito a base di legno duro: il legno luminoso.
Oltre alle applicazioni in campo tecnico, il legno luminoso potrebbe essere trasformato in mobili di design o gioielli.
È stato ottenuto grazie a un parassita: il fungo del miele è un agente patogeno che causa il marciume bianco negli alberi ed è quindi in realtà un parassita del legno.
Alcune specie producono la sostanza naturale luciferina, che viene stimolata a brillare in un processo enzimatico a due stadi.
Il legno permeato da fili fungini emette quindi una luce verde.
“Il legno naturalmente luminoso è stato descritto per la prima volta circa 2.400 anni fa dal filosofo greco Aristotele”, afferma Schwarze.
A rigor di termini, la struttura intrecciata di funghi e legno può essere descritta come un bioibrido naturale, una combinazione di materiali viventi.
“I materiali compositi prodotti artificialmente di questo tipo sarebbero interessanti per molti tipi di applicazione”, afferma il ricercatore dell’Empa.
Ma ciò che la natura sembra ottenere senza sforzo è stato finora (troppo) impegnativo per la biotecnologia.
Ora, per la prima volta, il team dell’Empa è riuscito a indurre e controllare il processo in laboratorio.
Il biotecnologo Francis Schwarze ha rintracciato i funghi luminosi in natura, li ha analizzati in laboratorio e ha decifrato il loro codice genetico.
Il fungo del miele senza anello (Desarmillaria tabescens) si è rivelato particolarmente potente.
Dopo i test preliminari con diversi tipi di legno, Schwarze è partito dal legno di balsa (Ochroma pyramidale), un legno con una densità particolarmente bassa.
Utilizzando la spettroscopia, i ricercatori hanno osservato come il fungo degrada la lignina nei campioni di legno di balsa, che è responsabile della rigidità e della resistenza alla compressione.
Tuttavia, le analisi di diffrazione dei raggi X hanno dimostrato che la stabilità del legno non diminuisce: la cellulosa, che fornisce resistenza alla trazione nel legno, è rimasta intatta.
Il bioibrido di funghi e legno sviluppa la sua massima luminosità quando viene incubato per tre mesi.
La Desarmillaria lo ama particolarmente umido: i campioni di legno di balsa hanno assorbito otto volte il loro peso in umidità durante questo periodo.
La reazione enzimatica nel legno si innesca infine a contatto con l’aria. Il bagliore dispiega tutto il suo splendore dopo una decina di ore, emettendo luce verde con una lunghezza d’onda di 560 nanometri, come ha determinato la ricercatrice dell’Empa Giorgia Giovannini del laboratorio Biomimetic Membranes and Textiles durante le analisi di spettroscopia di fluorescenza.
L’affascinante processo dura attualmente una decina di giorni. “Ora stiamo ottimizzando i parametri di laboratorio per aumentare ulteriormente la luminosità in futuro”, afferma il ricercatore dell’Empa.
