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Kurioser Baustoff: Durchsichtiges Holz als Wärmespeicher

Mit einem chemischen Trick wird Holz nicht nur durchsichtig, sondern kühlt und heizt auch Räume. Das Verfahren ähnelt jenem, mit dem Forscher auch Gehirne transparent machen.
Eine Probe des durchsichtigen Holzes auf dem Logo des Instituts.Laden...

Eine chemisch veränderte Form von Holz mit gleich mehreren praktischen Eigenschaften stellt eine Arbeitsgruppe um Céline Montanari auf dem Frühjahrstreffen der American Chemical Society in Orlando vor. Durch eine chemische Behandlung ist das Material nicht nur durchsichtig, sondern isoliert auch und speichert Wärme, die es bei kühleren Temperaturen wieder abgibt. Nach den Vorstellungen der Arbeitsgruppe vom KTH Royal Institute of Technology in Stockholm soll der Stoff in Passivhäusern für gleich bleibende Temperatur sorgen.

Bereits 2016 einwickelte das Team um Lars Berglund eine Technik, Holz durchsichtig zu machen – das Verfahren ähnelt jenem, mit dem Biologen Gehirne durchsichtig machen. Zuerst entfernen sie jenes Material, das Licht im Gewebe streut; im Gehirn sind das die Lipide der Zellmembranen, im Holz das komplexe Polymer Lignin. Anschließend tränkt man das Material mit einem Kunststoff, der den gleichen Brechungsindex hat wie der Rest des Präparats. Montanari und Berglund nutzen dazu Acrylharz, das ähnliche optische Eigenschaften hat wie die Zellulosefasern des Holzes. Dadurch gibt es im Material kaum noch Grenzflächen, an denen Licht gestreut wird – es ist transparent.

Für die nun vorgestellte Weiterentwicklung nutzt das Team den Kunststoff Polyethylenglykol (PEG), der bei knapp 27 Grad Celsius schmilzt und dabei Energie aufnimmt. Dadurch wird das Material auch bei höheren Temperaturen nicht wärmer als dieser Wert – ähnlich wie siedendes Wasser, das nicht heißer als 100 Grad wird, egal wie stark man den Herd aufdreht. Wenn die Temperatur wieder sinkt, erstarrt der Kunststoff und gibt die aufgenommene Energie wieder ab.

Das vom Lignin befreite und mit PEG getränkte Holz versetzte die Arbeitsgruppe dann wieder mit Acrylharz. Das Ergebnis war wiederum ein auf Holz basierender, stabiler und transparenter Stoff, der nun jedoch gut isoliert und Temperaturschwankungen abfedert. Das Team hofft nun, auch das Acrylharz durch einen von Organismen verdaubaren Kunststoff zu ersetzen. Dann wäre der Werkstoff auch biologisch abbaubar wie Holz.

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