Ob in der Hausfassade, in Verpackungen oder im Fahrradhelm: Der Kunststoffschaum Polystyrol, auch unter dem Handelsnamen Styropor bekannt, steckt in vielen Objekten unseres Alltags. Das feste und trotzdem elastische Material isoliert gegen Wärme und Kälte, bietet aber auch Schutz gegen Schläge und Stöße. Deshalb bestehen die Schockabsorber im Fahrradhelm in der Regel aus diesem Material.
Der Nachteil: Polystyrol ist wie andere Kunststoffe auch ein Erdölprodukt. Weder seine Herstellung noch sein Abbau sind daher sonderliche naturverträglich. Das Material zersetzt sich nicht und wird biologisch nicht abgebaut. Hinzu kommt, dass Polystyrol brennbar ist und ohne zusätzliche Flammschutzmittel verheerende Brände auslösen kann.
Zellulosefasern und viel Luft
Schwedische Forscher haben daher nach einer nachhaltigeren und umweltverträglicheren Alternative zum Polystyrolschaum gesucht. Fündig wurden sie bei einem nahezu allgegenwärtigen Material aus der Natur: dem Holz. Denn Zellulose, der Grundbestandteil des Holzes, lässt sich ähnlich wie Polystyrol zu einem festen, elastischen Schaum verarbeiten, wie sie herausgefunden haben.
Den Rohstoff bildet Zellulose, die ähnlich wie bei der Papierherstellung aus zerkleinertem Holz gewonnen wird. Die Zellulose wird in ihre Nanofasern, sogenannte Fibrillen, zerteilt und dann mit einem Schaummittel, Wasser und Luft vermischt. Das Schaummittel besteht im Prinzip nur aus proteinähnlichen Molekülen, die wie ein Stabilisator wirken: Sie sorgen dafür, dass die aufgeschäumten Luftbläschen in der Zellulose fest und stabil werden.
Helm nur aus Holz und Papier
Als erstes Produkt aus diesem Zelluloseschaum haben die schwedischen Forscher gemeinsam mit dem Designer Rasmus Malbert einen Fahrradhelm entwickelt, der nur aus Holz, dem Zelluloseschaum und Papier besteht. Die Außenschale besteht aus Holzfurnier, die Halteriemen aus einem besonders haltbaren festen Papier. Innen ist der Helm mit dem neuen Schaum gepolstert. Wie die Forscher berichten, ist die Stabilität dieses Helms den herkömmlichen Modellen aus Plastik und Polystyrol ebenbürtig.
“Aber besser noch: Er stammt aus einer nachwachsenden, sich erneuernden Ressource – wir können den Rohstoff einfach aus dem Wald holen”, sagt Projektleiter Lars Wågberg vom KTH Royal Institute of Technology in Stockholm. “Es gibt schon andere Helme aus Holz auf dem Markt. Aber bei diesem ist das Einzigartige, dass er komplett aus Holzprodukten besteht.”
Und der Helm ist nur der Anfang: Durch geringe Modifikationen im Herstellungsprozess lässt sich auch Zelluloseschaum erzeugen, der dann als Dämmstoff, Flammschutz oder sogar als Feinfilter für die Wasserreinigung eingesetzt werden kann. “Dieses Material hat ein unglaublich großes Potenzial”, sagt Rasmus Malbert. “Wir stehen erst am Anfang eines aufregenden Trends, bei dem mehr und mehr erdölbasierte Materialien durch erneuerbare Alternativen ersetzt werden.”
