8. augustil 2023 avaldati ajakirjas Nature avaldatud kiire väljaanne Fujiani Põllumajandus- ja Metsandusülikooli materjalitehnika kolledži professor Shuai Li meeskonna viimastest uurimistulemustest. Meeskond on edukalt ületanud traditsiooniliste ligniinipõhiste puiduliimide tehnilised väljakutsed, sealhulgas keerulised ettevalmistusprotsessid, kõrged kulud ja kehv jõudlus. Nad on kasutanud suure aktiivsusega ligniini, et välja töötada uus roheline ligniinipõhine puiduliim, millel on suurepärased nakkuvusomadused, mis on ideaalne alternatiiv naftakeemiapõhistele puisteliimidele.
Töödeldud puitkomposiite, nagu puitlaastplaadid, kasutatakse laialdaselt erinevates valdkondades, sealhulgas ehituses ja sisekujunduses. Hiina tööstusliku puidu aastane toodang ületab 300 miljonit kuupmeetrit, olles sellega maailmas esikohal. Praegu on nende puitkomposiitide jaoks tavaliselt kasutatavad liimid karbamiid-formaldehüüd ja fenool-formaldehüüdvaigud, mis tuginevad peamiselt naftakeemiaressurssidele ja kannatavad sageli formaldehüüdiheitmete all. Et vähendada sõltuvust fossiilsetest ressurssidest, on tööstus pööranud tähelepanu taastuvast lignotselluloosi biomassist saadava ligniini kasutamisele fenooli osalise asendajana, mille tulemuseks on ligniin-fenool-formaldehüüdvaikude väljatöötamine. Tööstuslikul ligniinil on aga eraldusprotsessi ajal tugev kondenseerumine ja madal reaktsioonivõime, mille tulemuseks on kehvema nakkuvusvõimega liimid, tumedam värv, kõrgem hind ja võimetus formaldehüüdiheitmeid täielikult ületada. Sellest tulenevalt on akadeemilistes ja tööstusringkondades kasvav huvi töötada välja odavad, suure jõudlusega ja mittetoksilised puiduliimid, kasutades rohelisi ja vähese süsinikdioksiidiheitega biomaterjale.
Inspireerituna ligniini võimest siduda lignotselluloosses biomassis tselluloosi ja hemitselluloosi liimitaoliselt, ekstraheerisid professor Shuai Li ja tema meeskond puidust ja põllumajandusjääkidest väga aktiivset ligniini, et luua uudne roheline ligniinipõhine puiduliim. Selle liimiga tootsid nad edukalt kvaliteetset vineeri laias temperatuurivahemikus 100–190 kraadi Celsiuse järgi, pakkudes selliseid eeliseid nagu roheline süntees, lihtne töötlemine, suurepärane jõudlus ja madal hind.
Mikroskoopiline liidese iseloomustus näitas, et ligniinipõhise puiduliimi adhesioonimehhanism hõlmab peamiselt ligniini pehmendamist ning pehmendatud ligniini tungimist ja täitmist rakkudevahelistesse ruumidesse, näiteks anumatesse. Kasutades selliseid meetodeid nagu kahemõõtmeline tuumamagnetresonants ja mikro-infrapunaspektroskoopia, leiti, et liimis sisalduv ligniin läbib in situ isesildumise ja moodustab ristsidemeid natiivse ligniiniga taimeraku seintes. Üldiselt saavutab ligniinipõhine liim liidesel nii füüsikalise kui ka keemilise sidumise, võimaldades tõhusalt toota rohelisi, vähese süsinikusisaldusega puittooteid.
See laiendatud artikkel annab uue ligniinipõhise puiduliimi väljatöötamise üksikasjalikuma ja akadeemilisema kirjelduse. Professor Shuai Li meeskonna läbiviidud uuring pakub väärtuslikku teavet selle rohelise liimi valmistamismeetodi ja sidumismehhanismi kohta. See sillutab teed ligniinipõhiste puiduliimide rakendamisele insenerpuidutööstuses. Tulemused omavad märkimisväärset akadeemilist väärtust ja praktilisi rakendusvõimalusi, aidates kaasa ligniinipõhise liimitehnoloogia edendamisele ja säästva arengu eesmärkide saavutamisele.