Es gibt einen Grund, warum Menschen seit 10.000 Jahren Häuser aus Holz bauen. Es ist ein ausgezeichnetes Baumaterial - langlebig, erneuerbar und gut isolierend. Aber da es undurchsichtig ist, haben wir immer noch die Gewohnheit, Fenster in unseren Häusern zu schneiden und Glasscheiben anzubringen.
Was aber, wenn Holz transparent gemacht werden könnte?
Forscher in Schweden haben genau das versucht. Sie haben ein klares Holzmaterial geschaffen, von dem sie hoffen, dass es eines Tages für energieeffizienteres Bauen verwendet werden kann.
„Wir haben Holz chemisch modifiziert, um es transparent zu machen, ohne die mechanischen Eigenschaften zu verlieren“, sagt Céline Montanari, eine Forscherin am KTH Royal Institute of Technology in Stockholm, die kürzlich ihre Arbeit auf dem nationalen Treffen der American Chemical Society vorstellte.
Montanari und ihr Team nahmen Balsaholz und entfernten dessen Lignin, das Polymer, das das Holz steif macht, und füllten die entstandenen mikroskopischen Löcher mit Acryl. Das entstandene Holz sah eher aus wie das Milchglas einer Duschtür. Dann gingen sie noch einen Schritt weiter und mischten es mit Polyethylenglykol, einem sogenannten „Phase-Change-Material“, das bei 80 Grad Fahrenheit schmilzt. Wenn es schmilzt, absorbiert es Energie und wird transparent, erstarrt dann und setzt beim Abkühlen Energie frei.
Theoretisch bedeutet dies, dass mit dem mit Polyethylenglykol angereicherten Holzmaterial Fenster hergestellt werden können, die während des heißen Teils des Tages Energie absorbieren und diese in das Haus abgeben, wenn es nachts kalt wird.
„Transparentes Holz ist bereits im Vergleich zu Glas ein großartiger Dämmstoff“, sagt Montanari. Das Hinzufügen von Polyethylenglykol macht es zu einem noch umweltfreundlicheren Material, indem es in eine „Wärmebatterie“ umgewandelt wird, um die Innentemperatur konstant zu halten.
Das durchsichtige Holz ist auch stark und haltbar und könnte möglicherweise viel mehr Gewicht tragen als Glas. Das Team arbeitet auch daran, es vollständig biologisch abbaubar zu machen. Dies könnte es zu einem attraktiven Material für Dinge wie Oberlichter machen, mit dem Potenzial, die Energiekosten in Häusern und anderen Gebäuden zu senken.
Die Herstellung von transparentem Holz durch Entfernen des Lignins und Auffüllen der Poren mit Polymer ist keine neue Technik, sagt Mark Swihart, Professor für chemische und biologische Verfahrenstechnik an der Universität in Buffalo. Materialien, die Energie speichern und abgeben, sind ebenfalls nicht neu.
"Das Neue scheint ihr Ansatz bei der Energiespeicherung zu sein", sagt Swihart.
Die Verwendung von Holz als Basismaterial ist attraktiv, da es eine Festigkeit und mechanische Beständigkeit aufweist, die bei gleichen Kosten in synthetischen Materialien nur schwer reproduzierbar ist, so Swihart. Ob die neue transparente Holz-Polymer-Mischung Erfolg haben wird, hängt zu einem großen Teil davon ab, wie billig sie hergestellt werden kann. Es ist auch schwierig, neue Materialien in der Baubranche zu etablieren, da es Lieferketten für Dinge wie Glas gibt.
"[Die Forscher] müssen herausfinden, wo Early Adopters dafür extra bezahlen", sagt Swihart.
Montanari und ihr Team sind derzeit bemüht, die Wärmespeicherkapazität des durchsichtigen Holzes zu erhöhen, um größere Energieeinsparungen zu erzielen. Sie untersuchen auch, wie die Produktion auf industriellen Maßstab hochgefahren werden kann. Sie hoffen, innerhalb von fünf Jahren ein marktreifes Produkt zu haben.
