„Superholz“ ist 10-mal haltbarer, aber 6-mal leichter als Stahl

InventWood có trụ sở tại Maryland đã tạo ra loại vật liệu “siêu gỗ” có độ bền cao. Ảnh: CNN. — Das in Maryland ansässige Unternehmen InventWood hat ein äußerst langlebiges „Superholz“-Material entwickelt. Foto: CNN.

Ein amerikanisches Unternehmen hat eine neue Holzart entwickelt, deren Festigkeits-Gewichts-Verhältnis zehnmal höher ist als bei Stahl, die aber gleichzeitig bis zu sechsmal leichter ist.

Das Produkt mit dem Namen „Superwood“ wurde gerade von InventWood, einem vom Materialwissenschaftler Liangbing Hu mitgegründeten Unternehmen, auf den Markt gebracht.

Vor über einem Jahrzehnt begann Hu mit der Neudefinition eines der ältesten Baumaterialien der Menschheit. Während seiner Arbeit am Center for Materials Innovation der University of Maryland fand Hu – heute Professor in Yale – einen Weg, Holz kreativ umzustrukturieren.

Er hat Holz sogar durchsichtig gemacht, indem er das Lignin entfernte, das ihm Farbe und Festigkeit verleiht. Sein eigentliches Ziel ist es jedoch, es zu stärken, und zwar auf der Basis von Zellulose, dem Hauptbestandteil von Pflanzenfasern und dem am häufigsten vorkommenden Biopolymer der Welt.

Der Durchbruch kam 2017, als Herr Hu erstmals Naturholz mit einer chemischen Behandlung verstärkte, um die Zellulose zu stärken und es so zu einem besseren Baumaterial zu machen.

Bei diesem Verfahren wird das Holz in einer selektiven chemischen Lösung gekocht und anschließend auf Zellebene heißgepresst, wodurch es deutlich dichter wird. Nach einer Woche ist das Ergebnis ein Holz mit einem höheren Festigkeits-Gewichts-Verhältnis als die meisten Metalle und Strukturlegierungen, wie aus einer in Nature veröffentlichten Studie hervorgeht.

Nach Jahren der Verbesserung und über 140 Patenten hat Herr Hu Superwood nun auf den Markt gebracht. „Chemisch und praktisch ist es immer noch Holz“, sagt InventWood-CEO Alex Lau. „Aber im Bauwesen kann es Gebäude bis zu viermal leichter machen, die Erdbebensicherheit erhöhen und die Belastung der Fundamente reduzieren, wodurch der Bau schneller und einfacher wird.“

„Es sieht aus wie Holz, ist aber in jeder Hinsicht, in der wir es getestet haben, stärker und besser“, fügte Herr Lau hinzu.

InventWood produziert derzeit „Superholz“ in seinem Werk in Frederick, Maryland. Obwohl die Produktionszeiten mittlerweile in Stunden statt in Tagen gemessen werden, benötigt das Unternehmen noch Zeit, um die Produktion zu steigern.

Zunächst soll „Superwood“ für Außenanwendungen wie Terrassenbeläge und Wandverkleidungen eingesetzt werden, im nächsten Jahr folgen dann auch Innenanwendungen wie Wandverkleidungen, Fußböden und Möbel. „Häufig wird beklagt, dass Holz mit der Zeit verrottet, meist weil es sich verzieht oder an Metallverbindungen bricht“, so Lau. „Superwood kann Metallteile ersetzen, sogar Nägel, Schrauben und Bolzen.“

Herr Lau glaubt, dass in Zukunft ganze Gebäude aus Superwood gebaut werden könnten, obwohl dazu weitere Tests erforderlich wären. Ähnlich wie in Herrn Hus ursprünglicher Forschung wird das Holz durch einen chemischen Prozess verstärkt, der die Struktur der Zellulose verändert und so stark komprimiert, dass es nicht mehr zurückfedert.

„Theoretisch können wir jede Holzart verwenden“, sagte Herr Lau. „Tatsächlich haben wir 19 verschiedene Holzarten ausprobiert, darunter auch Bambus, und alle haben funktioniert.“

Laut InventWood ist „Superholz“ dank seiner natürlich komprimierten Hohlstruktur 20-mal stärker als herkömmliches Holz und 10-mal widerstandsfähiger gegen Dellen. Dadurch ist es resistent gegen Schimmel und Insekten und schneidet bei Standard-Feuerbeständigkeitstests am besten ab.

„Superwood“ kostet derzeit mehr als herkömmliches Holz und seine Produktion hat einen größeren CO2-Fußabdruck, doch Herr Lau behauptet, es sei 90 Prozent günstiger als Stahl. „Unser Ziel ist es nicht, billiger als Holz zu sein, sondern in der Großserienproduktion direkt mit Stahl zu konkurrieren“, sagte er.

Andere Formen von Holzwerkstoffen werden schon seit langem verwendet, aber InventWood betont, dass es sich dabei lediglich um Schichthölzer handelt und nicht um auf molekularer Ebene modifiziertes Holz wie „Superholz“.

In den USA hat der Trend zum Bauen mit Holz in den letzten Jahren stark an Fahrt gewonnen. Die Stadt Milwaukee – Heimat des höchsten Holzturms der Welt (Ascent MKE, 87 m hoch) – hat gerade Pläne zum Bau eines 183 m hohen Holzturms angekündigt.

Holzwerkstoffe sind mittlerweile konkurrenzfähig gegenüber Stahl und Beton – das größte Hindernis ist die konservative und träge Bauindustrie. „Um mehr Holzbau zu ermöglichen, brauchen wir eine bessere Ausbildung , Pilotprojekte und den richtigen regulatorischen Rahmen. Doch robuste Materialien wie Superwood eröffnen der modernen Holzarchitektur neue Möglichkeiten“, sagte er.