في الثامن من أغسطس 2023 ، نشر منشور سريع في مجلة نيتشر تقريرًا عن أحدث نتائج البحث التي توصل إليها فريق البروفيسور شواي لي من كلية هندسة المواد في جامعة فوجيان للزراعة والغابات. نجح الفريق في التغلب على التحديات التقنية للمواد اللاصقة للخشب التقليدية القائمة على اللجنين ، بما في ذلك عمليات التحضير المعقدة والتكاليف المرتفعة وسوء الأداء. لقد استخدموا مادة اللجنين عالية النشاط لتطوير مادة لاصقة جديدة للخشب تعتمد على اللجنين الأخضر مع خصائص ربط ممتازة ، مما يدل على أنه بديل مثالي للمواد اللاصقة السائبة القائمة على البتروكيماويات.
تُستخدم مركبات الخشب المصممة هندسيًا ، مثل ألواح الجسيمات ، على نطاق واسع في مختلف المجالات بما في ذلك البناء والديكور الداخلي. يتجاوز إنتاج الصين السنوي من الأخشاب الهندسية 300 مليون متر مكعب ، لتحتل المرتبة الأولى في العالم. حاليًا ، المواد اللاصقة شائعة الاستخدام لمركبات الخشب هذه هي راتنجات اليوريا فورمالدهيد وراتنجات الفينول فورمالدهايد ، والتي تعتمد بشكل أساسي على الموارد البتروكيماوية وغالبًا ما تعاني من انبعاثات الفورمالديهايد. لتقليل الاعتماد على الموارد الأحفورية ، حولت الصناعة اهتمامها إلى استخدام اللجنين من الكتلة الحيوية المتجددة lignocellulosic كبديل جزئي للفينول ، مما أدى إلى تطوير راتنجات اللجنين - الفينول - الفورمالديهايد. ومع ذلك ، يُظهر اللجنين الصناعي تكاثفًا حادًا وتفاعلية منخفضة أثناء عملية الفصل ، مما ينتج عنه مواد لاصقة ذات أداء ربط رديء ، ولون أغمق ، وتكلفة أعلى ، وعدم القدرة على التغلب تمامًا على انبعاثات الفورمالديهايد. وبالتالي ، هناك اهتمام متزايد في الأوساط الأكاديمية والصناعية لتطوير مواد لاصقة للأخشاب منخفضة التكلفة وعالية الأداء وغير سامة باستخدام مواد بيولوجية خضراء ومنخفضة الكربون.
استلهم البروفيسور شواي لي وفريقه من قدرة اللجنين على ربط السليلوز والهيميسليلوز في الكتلة الحيوية اللجينية السليلوزية بطريقة تشبه الغراء ، اللجنين النشط للغاية من الخشب والمخلفات الزراعية لإنشاء مادة لاصقة جديدة للخشب تعتمد على اللجنين الأخضر. باستخدام هذه المادة اللاصقة ، نجحوا في إنتاج خشب رقائقي عالي الجودة ضمن نطاق درجة حرارة واسع من 100 إلى 190 درجة مئوية ، مما يوفر مزايا مثل التركيب الأخضر ، والمعالجة البسيطة ، والأداء الممتاز ، والتكلفة المنخفضة.
كشف توصيف الواجهة المجهرية أن آلية الالتصاق للمادة اللاصقة للخشب القائمة على اللجنين تتضمن في المقام الأول تليين اللجنين واختراق وتعبئة اللجنين المخفف في الفراغات بين الخلايا مثل الأوعية. باستخدام تقنيات مثل الرنين المغناطيسي النووي ثنائي الأبعاد والتحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء الدقيقة ، وجد أن اللجنين في المادة اللاصقة يخضع للربط الذاتي في الموقع ويشكل روابط متقاطعة مع اللجنين الأصلي في جدران الخلايا النباتية. بشكل عام ، تحقق المادة اللاصقة القائمة على اللجنين كلاً من الترابط الفيزيائي والكيميائي في الواجهة ، مما يتيح الإنتاج الفعال لمنتجات الأخشاب الخضراء منخفضة الكربون.
تقدم هذه المقالة الموسعة وصفًا أكاديميًا أكثر تفصيلاً لتطوير لاصق الخشب الجديد القائم على اللجنين. يقدم البحث الذي أجراه فريق البروفيسور شواي لي رؤى قيمة حول طريقة التحضير وآلية الترابط لهذه المادة اللاصقة الخضراء. يمهد الطريق لتطبيق المواد اللاصقة للأخشاب القائمة على اللجنين في صناعة الأخشاب المصممة هندسيًا. النتائج تحمل قيمة أكاديمية كبيرة وآفاق التطبيق العملي ، والمساهمة في النهوض بتكنولوجيا المواد اللاصقة القائمة على اللجنين وتحقيق أهداف التنمية المستدامة.