8. avgusta 2023 je hitra objava v reviji Nature poročala o najnovejših ugotovitvah raziskave ekipe profesorja Shuai Lija s Fakultete za materialno inženirstvo na Univerzi za kmetijstvo in gozdarstvo Fujian. Ekipa je uspešno premagala tehnične izzive tradicionalnih lepil za les na osnovi lignina, vključno s kompleksnimi postopki priprave, visokimi stroški in slabim delovanjem. Uporabili so visokoaktivni lignin za razvoj novega zelenega lepila za les na osnovi lignina z odličnimi lepilnimi lastnostmi, ki obeta kot idealna alternativa lepilom za razsuto maso na osnovi petrokemikov.
Konstruirani lesni kompoziti, kot so iverne plošče, se pogosto uporabljajo na različnih področjih, vključno z gradnjo in notranjo dekoracijo. Letna proizvodnja izdelanega lesa na Kitajskem presega 300 milijonov kubičnih metrov, kar je prvo mesto na svetu. Trenutno so običajno uporabljena lepila za te lesne kompozite urea-formaldehidne in fenol-formaldehidne smole, ki so v glavnem odvisne od petrokemičnih virov in pogosto trpijo zaradi emisij formaldehida. Da bi zmanjšala odvisnost od fosilnih virov, je industrija svojo pozornost usmerila na uporabo lignina iz obnovljive lignocelulozne biomase kot delnega nadomestka za fenol, kar je vodilo v razvoj lignin-fenol-formaldehidnih smol. Vendar pa industrijski lignin kaže močno kondenzacijo in nizko reaktivnost med postopkom ločevanja, kar ima za posledico lepila s slabšo zmogljivostjo lepljenja, temnejšo barvo, višje stroške in nezmožnost popolnega premagovanja emisij formaldehida. Posledično se v akademskih in industrijskih skupnostih povečuje zanimanje za razvoj poceni, visoko zmogljivih in nestrupenih lepil za les z uporabo zelenih in nizkoogljičnih biomaterialov.
Profesor Shuai Li in njegova ekipa so bili navdihnjeni z zmožnostjo lignina, da veže celulozo in hemicelulozo v lignocelulozni biomasi na način, podoben lepilu, ekstrahirali zelo aktiven lignin iz lesa in kmetijskih ostankov, da bi ustvarili novo lepilo za les na osnovi zelenega lignina. S tem lepilom so uspešno proizvedli visokokakovostne vezane plošče v širokem temperaturnem območju od 100 do 190 stopinj Celzija, ki ponujajo prednosti, kot so zelena sinteza, enostavna obdelava, odlična zmogljivost in nizki stroški.
Mikroskopska karakterizacija vmesnika je pokazala, da adhezijski mehanizem lepila za les na osnovi lignina vključuje predvsem mehčanje lignina ter prodiranje in polnjenje zmehčanega lignina v medcelične prostore, kot so posode. Z uporabo tehnik, kot sta dvodimenzionalna jedrska magnetna resonanca in mikro-infrardeča spektroskopija, je bilo ugotovljeno, da je lignin v lepilu podvržen samozamreževanju in situ in tvori zamrežitve z naravnim ligninom v celičnih stenah rastlin. Na splošno lepilo na osnovi lignina doseže fizično in kemično vez na vmesniku, kar omogoča učinkovito proizvodnjo zelenih lesnih izdelkov z nizko vsebnostjo ogljika.
Ta razširjeni članek ponuja podrobnejši in akademski opis razvoja novega lepila za les na osnovi lignina. Raziskava, ki jo je izvedla ekipa profesorja Shuai Lija, ponuja dragocen vpogled v metodo priprave in mehanizem lepljenja tega zelenega lepila. Utira pot za uporabo lepil za les na osnovi lignina v inženirski lesni industriji. Ugotovitve imajo pomembno akademsko vrednost in možnosti za praktično uporabo ter prispevajo k napredku tehnologije lepil na osnovi lignina in uresničevanju ciljev trajnostnega razvoja.