Materiale a base di nanocellulosa stampato in 3D per un’edilizia più sostenibile

I materiali sostenibili sono sempre più sotto i riflettori, poiché sia le aziende che i gruppi di ricerca cercano di trovare alternative più ecologiche per i diversi settori industriali. Uno dei settori che si interroga di più su come raggiungere una maggiore sostenibilità è l’industria delle costruzioni. Le emissioni di questo settore, infatti, sono tra le più elevate in assoluto. Ogni anno, il settore delle costruzioni consuma il 50% delle risorse fossili totali consumate nel mondo, genera il 40% di tutti i rifiuti globali e causa il 39% delle emissioni globali di CO2. Ecco perché la ricerca di materiali ecologici per l’edilizia è così importante. Oggi è stato fatto un nuovo passo avanti in questa direzione grazie all’invenzione di un idrogel stampato in 3D che potrebbe essere utilizzato come materiale per costruzioni più sostenibili.

Il nuovo materiale è stato ideato da un team di ricercatori svedesi della Chalmers University of Technology e del Wallenberg Wood Science Center. Nello specifico, si tratta di un idrogel stampato in 3D a base di nanofibrille di cellulosa e alginato. La nanocelluolosa (materiale composto di fibrille di cellulosa di dimensioni nanometriche) è un biomateriale ben noto e già ampiamente utilizzato nel campo della biomedicina come metodo per stampare in 3D impalcature per la crescita di tessuti e cellule. Tuttavia, questa è la prima volta che viene studiato per l’applicazione su grande scala, in architettura.

La Chalmers University of Technology in Svezia.

Per poter utilizzare il materiale è stato necessario essiccarlo, grazie all’aggiunta dell’alginato alla miscela originale di nanocellulosa e acqua. L’alginato, un materiale derivato dalle alghe, è stato la chiave per lo sviluppo dell’idrogel, in quanto ha dato alla miscela essiccata la flessibilità necessaria per essere utilizzata come materiale da costruzione.

Malgorzata Zboinska, autrice dello studio condotto dal team di ricerca della Chalmers University of Technology, ha spiegato: “Per la prima volta abbiamo esplorato l’applicazione architettonica dell’idrogel di nanocellulosa. In particolare, abbiamo fornito le conoscenze finora mancanti sulle sue caratteristiche di progettazione e abbiamo mostrato, con l’aiuto dei nostri campioni e prototipi, la possibilità di mettere a punto queste caratteristiche attraverso la progettazione digitale personalizzata e la stampa 3D robotizzata.“

La nanocellulosa utilizzata nell’idrogel può essere ottenuta in modo sostenibile dalla natura e rappresenta una chiara alternativa alla plastica. Tra i materiali ecologici che possono competere con la plastica, la nanocellulosa è il più abbondante. “La nanocellulosa utilizzata in questo studio può essere acquisita dalla selvicoltura, dall’agricoltura, dalle cartiere e dai residui di paglia dell’agricoltura. In questo senso è un materiale molto abbondante”, ha commentato Malgorzata Zboinska.

Ha poi aggiunto: “La stampa 3D è una tecnica molto efficiente dal punto di vista delle risorse. Ci permette di realizzare prodotti senza bisogno di altri elementi, come stampi, e quindi di avere meno materiale di scarto. È anche molto efficiente dal punto di vista energetico. Il sistema di stampa 3D robotizzato che utilizziamo non utilizza calore, ma solo la pressione dell’aria. Ciò consente di risparmiare molta energia“.

Foto tratte dallo studio condotto da Malgorzata A. Zboinska.

I principali impieghi del materiale andrebbero dalle pareti divisorie, a pannelli, fino ai rivestimenti murali degli edifici. Anche se al momento mancano ancora le conoscenze fondamentali che ne consentano l’applicazione nella progettazione architettonica, il futuro di questo materiale è sicuramente promettente. Per saperne di più, consultare lo studio QUI.

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*Crediti per tutte le foto: Chalmers University of Technology