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Holz: Stabiler durch Destabilisierung

Ein Forscherteam aus der Schweiz hat ein Holzmaterial entwickelt, das dreimal stärker als natürliches Holz ist.

Durch die Entfernung des Lignins verliert das Holz seine Farbe; nach dem Verdichten ist es deutlich stärker als das Ursprungsmaterial. Foto: ETH Zürich

Holz ist nicht nur einer der ältesten Werkstoffe der Welt, es verfügt auch über hervorragende mechanische Eigenschaften und bindet beim Nachwachsen CO2. Ein Team der Schweizerischen Eidgenössischen Materialprüfungsanstalt (EMPA) und der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) in Zürich geht seit Jahren der Frage nach, wie Holz noch besser genutzt werden kann. Ziel ist es, die mechanischen Eigenschaften von Holz deutlich zu verbessern und gleichzeitig das Holz noch einfacher mit neuen Eigenschaften ausstatten zu können.

Um dieses Ziel zu erreichen, löste das Forscherteam mittels Säure das Lignin - und damit den natürlichen Klebstoff - aus dem Holz. Die verbleibende, weisse Zellulose lässt sich im nassen Zustand einfach in unterschiedlichste Formen bringen. Zwischen den Zellen verteilt sich dann Wasser, löst die Zellverbindungen auf und sorgt für Verformbarkeit. Trocknet man das delignifizierte Holz, verhaken sich die Zellen ineinander - dies führt zu wiederum stabilen Verbindungen. Durch Pressen wird das Material zusätzlich verdichtet, so dass die Forschenden letztlich ein Material in ihren Händen hielten, dass rund dreimal steifer und zugfester war als naturbelassenes Holz.

Anwendungen in Autos und Flugzeugen

Die Entfernung des Lignins aus dem Holz hat noch einen weiteren positiven Effekt: Es führt zu einer höheren Porosität, wodurch weitere Stoffe in die Holzstruktur eingebracht werden können, die dem modifizierten Holz neue Eigenschaften verleihen. Zur Magnetisierung von Holz wird beispielsweise Eisenoxid eingebracht. In ihren Experimenten konnten die Forschenden nun zeigen, dass sich das ligninfreie Holz besser magnetisieren lässt als natürliches Holz.

Anwendungsmöglichkeiten für ihr neues Material sehen die Forschenden beispielweise in der Automobil- oder in der Möbelindustrie. Erste Produktideen wurden bereits umgesetzt. So entstanden beispielsweise ein Fahrradhelm, die Innenverkleidung einer Autotür und der Seitenspiegel eines Fahrzeugs.

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