Dankzij de wereldwijde inspanningen om aan de duurzaamheidsnormen te voldoen, veel landen zijn momenteel op zoek naar het vervangen van beton door hout in gebouwen. Frankrijk, bijvoorbeeld, zal vereisen dat alle nieuwe openbare gebouwen vanaf 2022 worden gemaakt van ten minste 50 procent hout of andere duurzame materialen.

Omdat hout onderhevig is aan degradatie bij blootstelling aan zonlicht en vocht, beschermende coatings kunnen helpen om hout breder te gebruiken. Onderzoekers van de Aalto University hebben lignine gebruikt, een natuurlijk polymeer dat overvloedig aanwezig is in hout en andere plantaardige bronnen, het creëren van een veilige, goedkope en hoogwaardige coating voor gebruik in de bouw.

"Onze nieuwe coating heeft een groot potentieel om hout te beschermen. Het is meer waterafstotend dan veel commerciële coatings omdat het de natuurlijke structuur van hout en zijn micro-geschaalde ruwheid behoudt. Omdat het hydrofoob is, de coating is ook vrij goed bestand tegen vlekken, terwijl de inherente structuur van lignine kleurveranderingen door zonlicht weerstaat. Het doet ook uitstekend werk door het ademend vermogen van hout te behouden, " legt Alexander Henn uit, promovendus aan de Aalto University, De school voor chemische technologie.

Lignine wordt vaak beschouwd als een afvalproduct van pulp- en bioraffinageprocessen. Elk jaar, wereldwijd wordt ongeveer 60-120 miljoen ton lignine geïsoleerd, waarvan 98 procent wordt verbrand voor energieterugwinning. Lignine heeft verschillende gunstige eigenschappen; echter, de slechte oplosbaarheid van de meeste ligninetypes en de matige prestaties van op lignine gebaseerde producten hebben tot dusverre de commerciële toepassingen ervan beperkt.

"Lignine als coatingmateriaal is eigenlijk zeer veelbelovend met zijn vele voordelen in vergelijking met de synthetische en biobased coatings die momenteel worden gebruikt. Het heeft een uitstekende anticorrosie, antibacterieel, anti-ijsvorming, en UV-afschermende eigenschappen. Ons toekomstig onderzoek zal zich concentreren op het ontwikkelen van eigenschappen zoals elasticiteit van de coating, " zegt Monika Österberg, Hoofd van de afdeling Bioproducten en Biosystemen aan de Aalto University.

Momenteel, veel gebruikte mechanisch beschermende coatings voor materialen zoals hout, beton, metalen, en composieten zijn op aardolie gebaseerd, waaronder stoffen die schadelijk zijn voor het milieu. Plantaardige oliecoatings, zoals die gemaakt van hoge, lijnzaad, kokosnoot, soja, en zwenkwiel - kunnen duurzamere alternatieven zijn, maar ze missen vaak duurzaamheid. Als resultaat, deze oliën worden vaak gecombineerd met synthetische materialen om hun prestaties te verbeteren.

Duurzamere en niet-toxische alternatieven kunnen de coatingindustrie helpen om te voldoen aan nieuwe veiligheidsvoorschriften. Bijvoorbeeld, de hoeveelheid vluchtige organische stoffen (VOS) is niet alleen gereguleerd vanwege hun impact op de gezondheid, maar ook op de ozonlaag. evenzo, de Europese Unie (EU) heeft beperkingen opgelegd aan sommige chemicaliën die door de coatingindustrie worden gebruikt, zoals bisfenol A en formaldehyde (gebruikt in epoxy- en polyurethaancoatings), en onlangs classificeerde titaandioxide - een van de meest gebruikte pigmenten in verven - als een kankerverwekkende stof van klasse II.

De studie is gepubliceerd in ACS toegepaste materialen en interfaces op 15 juli 2021.