St. Gallen – Holz ist an sich schon ein Material mit hervorragenden Eigenschaften, dennoch haben nun Forscher eine Möglichkeit gefunden, es flexibler und stärker zu machen. Forscher der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) haben einen Weg entdeckt, dem Holz jenen Teil zu entnehmen, der ihm in der Natur seine Stabilität verleiht. Die Methode macht Holz damit einerseits beliebig verformbar, verleiht ihm andererseits paradoxerweise die dreifache Stärker von natürlichem 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.

Beliebig formbares Holz

Das Holz, oder vielmehr die verbleibende, weiße Zellulose, lasse sich im nassen Zustand dann einfach in jede 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.

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 Forscher letztlich ein Material in den Händen gehalten haben, das rund drei Mal steifer und zugfester ist als naturbelassenes Fichtenholz. Eine wasserabweisende Beschichtung kann außerdem dafür sorgen, dass das Holzinnere nicht mehr feucht werden kann, und damit die gewünschte Form behalte.

Flexibleres Material

Die Entfernung des Lignins aus dem Holz hat demnach neben der Verformbarkeit einen weiteren Effekt: Es führe zu einer höheren Porosität. Dies sei nach Angaben der Forscher 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 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. (red, APA, 12.11.2019)