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Lignin wird aus dem Holz gelöst © APA
Lignin wird aus dem Holz gelöst © APA

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Forscher fanden Weg, um Holz stabiler zu machen

12.11.2019

Forscher der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) haben einen Weg gefunden, um die mechanischen Eigenschaften von Holz deutlich zu verbessern. Wenn dem Holz jener Teil entnommen wird, der ihm in der Natur seine Stabilität verleiht, so lässt es sich beliebig verformen und ist drei Mal stärker als natürliches Holz.

Der Weg führe über eine Delignifizierung und Verdichtung des Holzes, teilte die Empa mit. Chemisch bestehe Holz im Wesentlichen aus den drei Bestandteilen Zellulose, Hemizellulose und Lignin.

Das Lignin sorge dafür, dass die langen Zellulosefibrillen stabilisiert würden und nicht mehr knickten. Mithilfe von Säure lösten die Forscher dieses Lignin aus dem Holz und entfernten damit den natürlichen Klebstoff.

Das Holz, oder vielmehr die verbleibende, weiße Zellulose, lasse sich im nassen Zustand dann einfach in jede x-Beliebige Form bringen. Zwischen den Zellen, wo einst Lignin für Stabilität gesorgt habe, verteile sich dann Wasser, löse die Zellverbindungen auf und sorge für Verformbarkeit.

Zellen verhaken ineinander

Trockne das delignifizierte Holz, so verhakten sich die Zellen ineinander, und dies führe wiederum zu stabilen Verbindungen. Durch Pressen werde das Material zusätzlich verdichtet, so dass die Forschenden letztlich ein Material in den Händen gehalten hätten, das rund drei Mal steifer und zugfester gewesen sei als naturbelassenes Fichtenholz. Eine wasserabweisende Beschichtung könne außerdem dafür sorgen, dass das Holzinnere nicht mehr feucht werden könne, und damit die gewünschte Form behalte.

Die Entfernung des Lignins aus dem Holz habe neben der Verformbarkeit einen weiteren Effekt: Es führe zu einer höheren Porosität. Dies sei ein großer Vorteil für die Funktionalisierung von Holz. Weil zwischen den Zellen und in den Zellwänden mehr Raum zur Verfügung stehe, sei es einfacher, weitere Stoffe in die Holzstruktur einzubringen, die dem modifizierten Holz neue Eigenschaften verliehen.

Zur Magnetisierung von Holz werde beispielsweise Eisenoxid eingebracht. In ihren Experimenten habe die Gruppe "Wood Materials Science" der ETH Zürich und der Empa bereits erste Produktideen umgesetzt: Entstanden seien etwa ein Velohelm, die Innenverkleidung einer Autotüre oder der Seitenspiegel eines Fahrzeugs.

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