Forskere forvandler ikke-giftige rester til belægning, der modstår slid, plet og sollys

På grund af den globale indsats for at opfylde bæredygtighedsstandarder, mange lande søger i øjeblikket at erstatte beton med træ i bygninger. Frankrig, for eksempel, vil kræve, at alle nye offentlige bygninger bliver lavet af mindst 50 procent træ eller andre bæredygtige materialer fra og med 2022.

Fordi træ er udsat for nedbrydning, når det udsættes for sollys og fugt, beskyttende belægninger kan hjælpe med at bringe træ til bredere brug. Forskere ved Aalto Universitet har brugt lignin, en naturlig polymer, der er rigeligt af træ og andre plantekilder, at skabe et sikkert, lavpris og højtydende belægning til brug i byggeriet.

"Vores nye belægning har et stort potentiale til at beskytte træ. Den er mere vandafvisende end mange kommercielle belægninger, fordi den bevarer træets naturlige struktur og dets mikroskalerede ruhed. Da den er hydrofob, belægningen er også ret modstandsdygtig over for pletter, mens lignins iboende struktur modstår farveændringer fra sollys. Det gør også et fremragende stykke arbejde med at bevare træets åndbarhed, " forklarer Alexander Henn, ph.d.-kandidat ved Aalto Universitet, Skolen for Kemiingeniør.

Lignin betragtes ofte som et affaldsprodukt fra pulp- og bioraffinaderiprocesser. Hvert år, omkring 60-120 millioner tons lignin er isoleret på verdensplan, hvoraf 98 procent forbrændes til energiudnyttelse. Lignin har flere gavnlige egenskaber; imidlertid, den dårlige opløselighed af de fleste lignintyper og den middelmådige ydeevne af ligninbaserede produkter har indtil videre begrænset dets kommercielle anvendelser.

"Lignin som belægningsmateriale er faktisk meget lovende med sine mange fordele sammenlignet med de syntetiske og biobaserede belægninger, der i øjeblikket anvendes. Det har fremragende anti-korrosion, anti-bakteriel, anti-isning, og UV-afskærmende egenskaber. Vores fremtidige forskning vil koncentrere sig om at udvikle egenskaber som belægningens elasticitet, siger Monika Österberg, Leder af Institut for Bioprodukter og Biosystemer ved Aalto Universitet.

I øjeblikket, meget anvendte mekanisk beskyttende belægninger til materialer som træ, beton, metaller, og kompositter er petroleumsbaserede, som omfatter stoffer, der er skadelige for miljøet. Vegetabilske oliebelægninger - som dem lavet af høje, linfrø, kokosnød, sojabønner, og hjul – kan være mere bæredygtige alternativer, men de mangler ofte holdbarhed. Som resultat, disse olier kombineres ofte med syntetiske materialer for at forbedre deres ydeevne.

Mere bæredygtige og ikke-giftige alternativer kan hjælpe belægningsindustrien med at opfylde nye sikkerhedsbestemmelser. For eksempel, mængden af ​​flygtige organiske forbindelser (VOC'er) er blevet reguleret ikke kun på grund af deres indvirkning på sundheden, men også på ozonlaget. Tilsvarende Den Europæiske Union (EU) har lagt restriktioner på nogle kemikalier, der anvendes af coatingindustrien, såsom bisphenol A og formaldehyd (bruges i epoxy- og polyurethanbelægninger), og for nylig klassificeret titaniumdioxid - et af de mest udbredte pigmenter i maling - som et klasse II kræftfremkaldende stof.

Undersøgelsen er publiceret i ACS anvendte materialer og grænseflader den 15. juli 2021.