Schweizer WissenschaftlerInnen haben ein Holzmaterial entwickelt, das sich beliebig verformen lässt und dabei dreimal stärker ist als natürliches Holz.

Durch die Entfernung des Lignins verliert das Holz seine Farbe, nach dem Verdichten ist es dreimal stärker als das Ursprungsmaterial. Bild: Empa / ETH Zürich

Das Paradoxe: Destabilisierung macht das Holz im Endeffekt stabiler. Die Forschenden entfernen dazu das Lignin, genau jenen Teil, der dem Holz in der Natur seine Stabilität verleiht. „Wir haben einen Weg gefunden, wie wir die mechanischen Eigenschaften von Holz deutlich verbessern und gleichzeitig das Holz noch einfacher mit neuen Eigenschaften ausstatten können“, so Ingo Burgert von der Forschungsgruppe „Wood Materials Science“ an der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt EMPA und der ETH Zürich.

Chemisch besteht Holz im Wesentlichen aus drei Bestandteilen: Zellulose, Hemizellulose und Lignin. Das Lignin sorgt dafür, dass die langen Zellulosefibrillen stabilisiert werden und nicht knicken. Mit Hilfe von Säure werde das Lignin aus dem Holz gelöst und dadurch der natürliche Klebstoff entfernt, informiert die EMPA in einer Aussendung. Das Holz beziehungsweise die verbleibende, weiße Zellulose, lässt sich danach im nassen Zustand einfach in jede gewünschte Form bringen: „Zwischen den Zellen, wo einst Lignin für Stabilität gesorgt hat, verteilt sich dann Wasser, löst die Zellverbindungen auf und sorgt für Verformbarkeit.“

Trockne man das delignifizierte Holz, verhakten sich die Zellen ineinander, was wiederum zu stabilen Verbindungen führe, heißt es weiter. Durch Pressen werde das Material zusätzlich verdichtet, das im Endstadium rund dreimal steifer und zugfester ist als naturbelassenes Fichtenholz. Ein weiterert Effekt der Delignifizierung sei die höhere Porosität: „Das ist ein großer Vorteil für die Funktionalisierung von Holz. Weil zwischen den Zellen und in den Zellwänden mehr Raum zur Verfügung steht, ist es einfacher, weitere Stoffe in die Holzstruktur einzubringen, die dem modifizierten Holz neue Eigenschaften verleihen“, sagt Forscher Tobias Keplinger. Anwendungsmöglichkeiten für ihr neues Material sehen die Forschenden in der Automobil-, der Aviatik- und in der Möbelindustrie. (cst)

Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt EMPA 

Webseite ETH Zürich 

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