Ligninaes el "pegamento" que une las fibras de celulosa en la madera. Su nombre proviene del latín lignum, que significa "madera". La lignina representa alrededor del 25% al 35% del peso seco de la madera, según el tipo de madera, y es el segundo polímero orgánico más abundante en el planeta, después de la propia celulosa.
Por supuesto, las empresas de fabricación de pasta y papel están muy familiarizadas con la lignina, que es un polímero fenólico reticulado complejo que debe eliminarse de la madera durante el proceso de fabricación de pasta manteniendo intactas las fibras de celulosa para la fabricación de papel. Hasta el día de hoy, casi toda la lignina separada en el proceso de fabricación de pulpa se utiliza como combustible no fósil para quemar en hornos alcalinos, y el vapor y la electricidad generados se utilizan para los sistemas de proceso de las plantas y las comunidades locales. Sin embargo, los científicos se han interesado en hacer más con la lignina para encontrar usos más rentables.
Ahora, basándose en varios factores que aparecen casi al mismo tiempo, el ritmo de búsqueda de usos comerciales más amplios de la lignina se está acelerando rápidamente. Quizás el mayor impulsor sea el creciente rechazo de los materiales plásticos tradicionales por parte de consumidores y autoridades. O esto se debe a varias propiedades negativas de los plásticos derivados del petróleo, incluida su dependencia de reservas de petróleo cada vez más menguantes, una gran huella de carbono y una falta de biodegradabilidad.
La lignina es un polímero complejo extraído de las plantas que existe en las paredes celulares de casi todas las plantas terrestres. La lignina, que representa entre el 20% y el 30% de los árboles, es un adhesivo natural y viscoso. Puede combinar celulosa con hemicelulosa, dando rigidez a la madera y resistencia a la descomposición. Esta es la mayor fuente de carbono renovable después de la celulosa.
La lignina se usa ampliamente en las industrias automotriz, de construcción, de recubrimientos, del plástico, farmacéutica y otras. La lignina refinada puede reemplazar los fenoles fósiles en madera contrachapada, tableros de partículas orientadas (OSB), madera laminada enchapada (LVL), papel laminado y materiales aislantes. Otros posibles usos futuros incluyen la fibra de carbono y el carbono para almacenamiento de energía.
Con la profundización de la comprensión humana sobre la contaminación ambiental y la crisis de recursos, se ha prestado cada vez más atención a las propiedades renovables y degradables de los polímeros naturales. Para crear un sistema de ciclo de carbono renovable, la lignocelulosa, como parte importante de las plantas, se considera un sustituto de los combustibles fósiles.
La lignocelulosa es común en el pasto, la madera, la paja y los desechos sólidos que ésta produce, los cuales están compuestos principalmente por celulosa, hemicelulosa y lignina. Entre ellos, los dos primeros representan el 50-70% y la estructura es relativamente simple. La glucosa y la xilosa se pueden obtener descomponiendo la celulosa y la hemicelulosa, que luego se pueden convertir en etanol combustible, gasolina, diol, etc. mediante fermentación biológica o catálisis química. El 15-30% restante es lignina con estructura compleja. Se trata de un polímero natural polimerizado por tres monómeros, que contienen nueve átomos de carbono, muy adecuados como sustitutos de la gasolina; al mismo tiempo, debido a su estructura aromática, también se pueden utilizar para reemplazar el fenol en la producción de productos químicos a granel, como la resina fenólica.
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