Holz so stark machen wie Titanlegierungen, aber leichter und billiger

24. Dezember 2018, 17:52 Uhr
Liangbing Hu (links) und Teng Li (rechts) können Holz 10 mal stärker und zäher als bisher. Bild: University of Maryland.
Liangbing Hu (links) und Teng Li (rechts) können Holz 10 mal stärker und zäher als bisher. Bild: University of Maryland.
Ingenieure der University of Maryland (UMD), College Park haben einen Weg gefunden, Holz mehr als zehnmal stärker und zäher als bisher zu machen. Auch diese Weise wird eine natürliche Substanz stärker als viele Titanlegierungen.

Eine neue Art der Holzbehandlung macht dieses zwölfmal stärker und zehnmal zäher als Naturholz und 10-mal härter. Diese Materialeigenschaften machen Holz quasi zum Konkurrenten von Stahl oder sogar Titanlegierungen. Es ist nach dieser Behandlung durchaus vergleichbar mit Kohlefaser, aber viel billiger.

Das behandelte Holz ist sowohl stark als auch zäh – eine Kombination, die in der Natur normalerweise nicht so vorkommt. Nach der Vermessung der mechanischen Eigenschaften des verdichteten Holzes zeigte sich, dass es so stark wie Stahl, aber sechsmal leichter ist. Für einen Bruch des Materials wird zehnmal mehr Energie benötigt als für natürliches Holz. Am Beginn des Behandlungsprozesses kann es sogar gebogen und geformt werden. Das behandelte Holz wurde auch mit kugelartigen Projektilen getestet. Was natürliches Holz noch locker durchschlug wurde durch das neue Material deutlich abgebremst.

Prinzip

Besonders interessant ist, dass das Verfahren für verschiedene Holzarten einsetzbar und relativ einfach zu implementieren ist. Der zweistufige Prozess erreicht eine außergewöhnlich hohe Festigkeit, die weit über das hinausgeht, was bisher für Holz als Ausgangsmaterial bekannt ist. Im Prinzip wird Holz Lignin entzogen, denn es gibt wohl eine optimale Konzentration von Lignin als Klebstoff zwischen den Holzzellen. Höhere oder niedrigere Konzentrationen reduzieren die Festigkeit des Materials deutlich. Es ergibt sich wohl ein subtiles Gleichgewicht zwischen der Wasserstoffbindung und der Adhäsion durch diese Polyphenole, die zu einer erhöhten Festigkeit und Zähigkeit führt, zwei Eigenschaften, die sich normalerweise gegenseitig reziprok verhalten.

Falls Sie also nicht wissen, was Sie demnächst mit ihrem ausgedienten Weihnachtsbaum machen sollen, wäre das doch eine Anregung, oder?
 
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