Verdichtetes Holz – fest wie Stahl

Jan Oliver Löfken

Derzeit wird ein 64 Meter hohes Gebäude aus massivem Holz in der Hamburger Hafencity geplant. In Zukunft könnte dieser natürliche Baustoff sogar weiter an Bedeutung gewinnen: Denn Wissenschaftler haben nun in einem mehrstufigen Verfahren verdichtetes Holz hergestellt, das den Bau noch größerer Häuser ermöglichen könnte. Wie sie in der Fachzeitschrift „Nature“ berichten, ließ sich die Festigkeit der Holzstücke dank einer starken Verdichtung um etwa das Zwölffache steigern.

Ein flaches, knapp Handteller großes Holzstück liegt auf einem fünffach dickeren Holzquader. Rechts und links steht jeweils ein Becherglas, gefüllt mit einer dunklen Flüssigkeit.

Verdichtetes Holz

In ihren Versuchen untersuchten Liangbing Hu von der University of Maryland und seine Kollegen verschiedene Holzarten – Linde, Eiche, Kiefer und Zeder. Zunächst kochten sie die quaderförmigen Holzstücke sieben Stunden lang in einer wässrigen Lösung aus Natriumhydroxid und Natriumsulfit. Dabei lösten sich große Anteile des enthaltenen Lignins und der Zellulose aus dem Holzrohling. Danach pressten die Forscher die ausgewaschenen Holzstücke einen Tag lang bei hundert Grad Celsius.

Durch dieses Verfahren schrumpften die Holzquader auf ein Fünftel ihrer ursprünglichen Dicke. Dabei wurden die Zellwände und die inneren Leitungsbahnen – die Wasser und Nährstoffe von den Wurzeln zu den Blättern transportieren – vollständig zusammengepresst. Dieser Prozess erhöhte die Dichte der Hölzer etwa um das Dreifache. In Belastungsversuchen zeigte sich die sehr hohe Stabilität der komprimierten Hölzer. So waren zwölffach stärkere Kräfte als bei unbehandelten Hölzern nötig, um die Holzquader zu zerbrechen. Zudem erwiesen sich die Probestücke bis zu zehnmal härter und unempfindlich gegenüber Feuchtigkeit.

So sei der neue natürliche Werkstoff stabil wie Stahl, aber zugleich sechsmal leichter. „Das komprimierte Holz könnte mit seiner Stärke und Haltbarkeit eine Alternative zu Stahl und sogar Titanlegierungen bieten“, so Hu. „Das Material weist sogar vergleichbare Eigenschaften wie Werkstoffe aus Karbonfasern auf, ist dabei aber viel günstiger.“ Während der Verdichtung könnten die Holzstücke sogar in verschiedene Formen gebogen werden. So ließen sie sich vielseitig einsetzen, etwa für den Bau von Häusern oder Brücken.

Quelle: https://www.weltderphysik.de/gebiet/materie/news/2018/verdichtetes-holz-fest-wie-stahl/