Investigadores del KTH Royal Institute of Technology de Estocolmo han desarrollado una técnica para hacer que las fibras de celulosa biodegradables sean más fuertes que el acero o el aluminio, en relación a su peso.
La técnica se basa en las fibras de celulosa que componen los árboles. Cada fibra individual está compuesta por un máximo de 40 millones de fibras más pequeñas, o «fibrillas». Los investigadores KTH y sus colaboradores en Alemania han consegido, por primera vez juntar estas celulas para formar una fibra muy resistente, tan fuerte con la original que forma los árboles.
Fredrik Lundell, uno de los investigadores, dice Hemos sacado fibrillas de fibras de celulosa naturales, después se han unido para formar filamentos, de 10 a 20 micras de espesor, tan finas como un cabello.
La investigación ofrece potencial para la creación de prendas de vestir textiles naturales sobre la base de madera en lugar de algodón, o incluso la sustitución de la fibra de vidrio en los automóviles, camiones y barcos.
Lundell dice que que a diferencia de los procesos existentes para la fabricación de filamentos de celulosa, tales como rayón, su proceso de composición respestuoso con medioambiente. Además de las celulas de la madera, el único otro ingrediente necesario en el proceso de producción es el cloruro de sodio -comúnmente conocida como la sal de mesa- para la unión de las fibrillas entre sí.
La técnica idedeada permite controlar como se colocan las fibras: si se alinean en una sola fila generan un material rígido y fuerte, si no se alinean de esta manera el resultado es un material más elástico.
Lundell dice que estas variaciones son similares a los que ocurren en la naturaleza. Un árbol es alternativamente rígida y flexible, con el fin de soportar la fuerza del viento y de su propio peso. A medida que crecen los árboles, los ángulos de las fibrillas cambian en diferentes partes del tronco de manera que el árbol puede manejar cualquier tensión.
La nueva tecnología promete no sólo materiales biodegradables estructurales sino textiles suaves y naturales que podrían ser sustitutos del algodón, que cree calcula que estemos llegando a alcanzar el pico de su cultivo.
El cultivo del algodón requiere grandes cantidades de agua
, dice Lundell. Tomemos como ejemplo el Mar de Aral, que más o menos desapareció como consecuencia del cultivo de algodón en Asia. Si queremos tener una sociedad sostenible cien por cien, entonces necesitamos más materiales que se regeneren en el ciclo natural
.
Lundell añade que el trabajo continúa con el objetivo de alinear las fibrillas de modo que se pueda producir una alternativa a la fibra de vidrio. Nuestra investigación puede dar lugar a un nuevo material de construcción que se puede utilizar en cualquier lugar donde usted tiene componentes a base de fibras de vidrio, y hay un buen número de lugares
, dice. El desafío al que enfrentamos ahora es ampliar el proceso de producción. Tenemos que ser capaces de hacer hebras largas, muchos hilos en paralelo, y todo esto de un modo mucho más rápido que el actual. Sin embargo, hemos demostrado que sabemos cómo hacerlo, por lo que hemos recorrido un largo camino
.
Söderberg dice que al trabajar con fibras de celulosa como componente básico, la tecnología retiene la estructura natural de la celulosa. Eso significa que el material es cien por cien compatible con la naturaleza y reciclable.
El trabajo se lleva a cabo principalmente en el Centro de Ciencias de la Madera Wallenberg en KTH, pero en cooperación con Deutsches Elektronen-Sincrotrón elektronsynkrotronen (DESY) en Hamburgo, Alemania.