Biochar Strutturale: Ricerca di Toronto Rileva Proprietà Meccaniche Paragonabili all'Acciaio Dolce

Una ricerca pionieristica condotta presso l'Università di Toronto ha ridefinito il potenziale del biochar, spostandolo dal solo ambito della bonifica ambientale a quello dei materiali strutturali ad alte prestazioni. Il team, guidato dal Professor Charles Q. Jia presso il Laboratorio di Tecnologia Verde, ha scoperto che il biochar, prodotto riscaldando la biomassa senza ossigeno, può raggiungere proprietà meccaniche paragonabili a quelle dell'acciaio dolce. Questa scoperta fondamentale è stata pubblicata sulla rivista Biochar X il 21 ottobre 2025, segnando un importante passo avanti nella scienza dei materiali sostenibili.

I ricercatori hanno esaminato il biochar derivato da sette diverse specie legnose, tra cui acero, pino, bambù e legno di ferro africano. Sottoponendo i campioni a pirolisi a temperature comprese tra i 600 e i 1.000 gradi Celsius, sono stati osservati risultati notevoli. In particolare, il biochar ottenuto dal legno di ferro africano ha raggiunto una durezza assiale di 2,25 gigapascal, un valore che si allinea direttamente con la resistenza dell'acciaio dolce. Questo dato fornisce un riferimento concreto per gli ingegneri che cercano alternative sostenibili ai metalli convenzionali.

Lo studio ha evidenziato una marcata anisotropia nel materiale: nel caso del biochar di hemlock, la durezza assiale superava quella trasversale di ben 28,5 volte. L'analisi avanzata ha rivelato che questa forte direzionalità non è una proprietà intrinseca del carbonio, ma deriva direttamente dalla rete gerarchica di pori ereditata dalla struttura originale del legno. Tuttavia, a livello nanometrico, la durezza si è dimostrata uniforme tra tutte le specie, suggerendo che le proprietà fondamentali delle pareti cellulari rimangono costanti indipendentemente dalla specie legnosa di partenza.

Il team di ricerca, che includeva Qinyi Wang, Yating Ji, Mohana M. Sridharan, Lizhong Lang, Yu Zou e Donald W. Kirk, ha fornito il primo quadro quantitativo per la progettazione di biochar monolitico con un comportamento meccanico prevedibile. Il Professor Jia ha sottolineato che il biochar è ora un materiale strutturale, aprendo la strada a impieghi in elettrodi ad alta resistenza, compositi leggeri e filtri direzionali. La capacità di regolare le proprietà attraverso la selezione della materia prima e le condizioni di pirolisi offre una base solida per l'adozione industriale in un contesto globale che richiede tecnologie più verdi.