La rivoluzione nell’elettronica del futuro potrebbe partire dagli scarti del legno. Un team di ricerca dell’Università di Pisa ha scoperto che la lignina, uno dei principali componenti del legno e abbondante sottoprodotto dei processi di produzione di cellulosa e carta, può essere utilizzata come materiale per l’immagazzinamento e il rilascio di energia a livello microscopico.
Lo studio, pubblicato sulla rivista internazionale Journal of Materials Chemistry A, è il risultato di una collaborazione che include anche il CNR (Bari e Salerno) e l’Università di Salerno, oltre all’Università di Vigo.
La lignina funge da “colla” naturale conferendo al legno la sua resistenza. Presente in grandi quantità nelle piante, rappresenta circa un quarto della biomassa legnosa. Nonostante la sua abbondanza, la lignina è poco valorizzata a causa della complessità del suo trattamento, sebbene sia ricca di gruppi chimici capaci di interagire con le cariche elettriche. Per testarne l’efficacia, i ricercatori hanno impiegato la lignina come strato attivo in microcircuiti, consentendo di immagazzinare e restituire energia.
Il risultato più significativo riguarda i “microsupercondensatori”, ovvero microaccumulatori di carica “velocissimi” in grado di caricarsi rapidamente e fornire energia quasi istantaneamente. Questi dispositivi sono particolarmente adatti per applicazioni miniaturizzate, come sensori ambientali, apparecchi biomedicali e tecnologie indossabili.
La ricerca ha analizzato tre diverse lignine, ottenute tramite metodi di estrazione differenti, per individuare quelle con le migliori prestazioni elettriche. «Il contributo dell’Università di Pisa si è concentrato principalmente sull’aspetto chimico: nel nostro laboratorio abbiamo estratto diverse lignine e studiato dettagliatamente la loro struttura, per capire come l’architettura molecolare influisca sul comportamento nei micro-dispositivi», spiega Alessandra Operamolla, professoressa del Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale dell’Università di Pisa.
“Mettere in relazione struttura e prestazioni è fondamentale: solo così possiamo trasformare un risultato scientifico in una tecnologia realmente applicabile”.
“La prospettiva è affascinante e molto concreta”, conclude Operamolla, “Stiamo parlando di uno scarto abbondante e rinnovabile che può diventare un elemento chiave per l’elettronica del futuro. Se la lignina riesce a funzionare come cuore di micro-accumulatori energetici sostenibili, allora significa che l’innovazione può nascere anche dal legno, contribuendo a rendere più verde la tecnologia di domani”.
Dettagli sul progetto
Il progetto ha preso avvio nel 2023, ispirato da un incontro scientifico durante il meeting autunnale della European Materials Research Society (E-MRS) a Varsavia. Da questa occasione è emersa una sinergia tra il CNR-Istp di Bari (Dr. Marianna Ambrico, Dr. Paolo Francesco Ambrico, Dr. Domenico Aceto), il Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale dell’Università di Pisa – UNIPI (Prof. Alessandra Operamolla, Dr. Rosarita D’Orsi), il Dipartimento di Fisica E.R. Caianiello dell’Università di Salerno – UNISA (Prof. Antonio Di Bartolomeo, Dr. Ofelia Durante, Sebastiano De Stefano), il CNR CNR-SPIN (Dr. Nadia Martucciello, Dr. Filippo Giubileo) e l’Università di Vigo in Spagna (Dr. Sandra Rivas). Da confermare