Fachmagazin „Nature“ : Hart wie Stahl: Neue Methode macht Holz zum Hightech-Material

Holz ist ein vielseitiger Werkstoff – und könnte noch vielseitiger verwendbar werden.
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Holz ist ein vielseitiger Werkstoff – und könnte noch vielseitiger verwendbar werden.

Ein Bad in Chemikalien und hoher Druck bei 100 Grad: Das Verfahren macht Holz zu einer Alternative zu Stahl.

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08. Februar 2018, 18:47 Uhr

Holz ist ein natürlicher Bau- und Brennstoff – seit Jahrtausenden. Ein neuer Prozess könnte Holz jetzt noch vielseitiger verwendbar machen, berichtet das Fachmagazin „Nature“. Demnach ist es Forschern gelungen, durch ein simples Verfahren Holz so zu verdichten, dass es gut zehnmal fester und stabiler ist. Damit übertrifft der natürliche Rohstoff viele Kunststoffe, Metalle und Legierungen an Festigkeit – und ist dabei auch noch leichter. Das Verfahren funktioniert mit verschiedensten Holzarten – Weich- oder Harthölzern.

Wie funktioniert das im Detail?

Jianwei Song und seine Kollegen von der University of Maryland haben einen zweistufigen Prozess entwickelt, um das Holz zu festigen und zu verdichten. Erste Tests zeigen, dass die Zerreißfestigkeit des Holzes bei bis zu 587 Megapascal liegt. Das entspricht einem Druck von 5870 Bar.

Zunächst nimmt das Holz ein Bad in Ätznatron (Natriumhydroxid) und Natriumsulfit, wodurch aus dem Holz ein Teil des Lignins, einem Bestandteil der pflanzlichen Zellwand, und der Hemizellulose (Sammelbegriff für Vielfachzucker in pflanzlicher Biomasse) entfernt wird. In der Folge wird das Holz poröser und weniger steif, berichten die Forscher. Die Zellulosefasern im Holz bleiben davon unberührt.

Im zweiten Schritt wird das Holz dann bei einer Temperatur von 100 Grad seitlich zusammengepresst. Der Druck zerstört viele Hohlräume in der Holzstruktur. Es wird dichter und verliert rund 80 Prozent an Dicke – ohne das Bad in Ätznatron und Natriumsulfit ein unmöglicher Vorgang.

Durch den Prozess bildet das Holz eine einzigartige Mikrostruktur, die es dichter und fester macht – selbst unter extrem feuchten Bedinungen. Eine relative Luftfeuchte von 95 Prozent konnte dem unbehandelten Stoff in Tests nichts anhaben. Lackiert war das Holz noch unangreifbarer.

Holz könnte somit zu einer echten Stahl-Alternative werden. Es ist günstig, nachwachsend und leicht – und durch das Verfahren extrem stabil. Eben ein High-Performance-Werkstoff.

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