Holz ist ein nachwachsender Rohstoff. Wird nur so viel Holz gefällt, wie im Wald nachwachsen kann, ist es ein nachhaltiges und vielseitig einsetzbares Material. In vielen Alltagsbereichen kann Holz dadurch Plastik und andere weniger umweltfreundliche Materialien ersetzen – beispielsweise bei Möbeln und beim Bauen, als Behälter oder auch Geschirr. Wasser, Mikroorganismen und Feuer können dem natürlichen Stoff jedoch zusetzen. Forschende der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) um Ingo Burgert forschen jedoch an Methoden, die die Eigenschaften des Holzes verändern und es so widerstandsfähiger gegenüber Umwelteinflüssen machen.
Wasserfestes Holz
Wasser lässt Holz verwittern und nach einiger Zeit sogar vermodern. Das verändert nicht nur das Aussehen des Holzes, sondern zerstört es auch allmählich. Tropenhölzer wie Teak gelten zwar als besonders wetterfest und werden deswegen oft für Gartenmöbel und andere Anwendungen im Freien genutzt. Für diese Holzarten muss jedoch der ohnehin bedrohte Tropenwald abgeholzt werden. Daher suchen Forschende nach Möglichkeiten, dem Holz von anderen, häufigeren Baumarten die Beständigkeit von Tropenhölzern zu verleihen. Teakholz verdankt seine hohe Widerstandsfähigkeit chemischen Substanzen wie Flavonoiden und Terpenen. Diese Stoffe lagern sich in den engen Zellzwischenräumen ab. Dadurch bleibt zwischen den Zellen nur noch wenig Platz für Wasser und das Teakholz wird vor Verwitterung geschützt.
Um auch anderen Hölzern diese Merkmale zu verleihen, hat das Empa-Forschungsteam nach Stoffen gesucht, die ähnlich wie Flavonoide wirken. Dazu eignen sich langkettige, miteinander verknüpfte Moleküle wie Polymere, die zum Beispiel in Kunststoffen vorkommen. Um solche Moleküle in die Zellzwischenräume zu bringen, ist eine Trägerflüssigkeit notwendig. Da Wasser das Holz jedoch zum Aufquellen bringen würde, nutzen die Forschenden chemische Lösungsmittel wie DMSO und Pyridin als Trägerflüssigkeit. Sie sind zwar weder gesund noch umweltfreundlich, aber sie zeigen, dass die Idee prinzipiell funktioniert.
Aus natürlichem Holz wird so ein wasserabweisendes Holz-Kunststoff-Verbundmaterial. „Das Holz bleibt selbst dann noch wasserabweisend, wenn ich es zerkratze, denn der Kunststoff ist tief im Material drin“, erklärt Etienne Cabane vom Empa. Um ein dickes Stück Holz wasserabweisend zu machen, muss allerdings eine andere Technik her: Die Forschenden schneiden dafür das Holz in dünne Schichten, integrieren den Kunststoff und kleben die Schichten dann wieder zusammen. So entsteht Furnierholz. Daraus hat das Forschungsteam bereits ein Waschbecken gebaut. Auch bei Fensterrahmen, Bootsteilen oder anderen Orten, wo Holz regelmäßig Feuchtigkeit ausgesetzt ist, könnte das „Kunststoff-Holz“ eingesetzt werden.
