Gibt es bald Fenster oder Displays aus transparentem Holz?
Transparente Holzfenster oder Displays? Forschende entwickeln umweltfreundliche Alternativen zu Glas und Kunststoff mit spannenden Eigenschaften.
Dieses Stück halbtransparentes Holz wird aus natürlichen Materialien hergestellt und könnte in Anwendungen von tragbaren Sensoren bis hin zu energieeffizienten Fenstern eingesetzt werden.
Foto: Bharat Baruah
Fenster oder Displays aus Holz? Für viele klingt das zunächst wie eine absurde Vorstellung. Holz ist zwar vielseitig, aber nicht gerade lichtdurchlässig. Doch genau das wollen Forschende nun ändern. Ihr Ziel: ein nachhaltiges, stabiles und im besten Fall biologisch abbaubares Material, das Glas oder Kunststoff ersetzen kann.
Im Mittelpunkt steht sogenanntes transparentes Holz. Dabei handelt es sich nicht um eine spezielle Holzart, sondern um modifiziertes Holz, dessen Struktur gezielt verändert wurde. Die Forschung an diesem Material ist nicht neu. Bisher kamen dabei jedoch häufig Kunststoffe zum Einsatz, die zwar für Transparenz sorgen, die ökologische Bilanz jedoch verschlechtern.
Ein Team der Kennesaw State University in Georgia (USA) geht nun einen anderen Weg.
Inhaltsverzeichnis
Vom Hobby zur Wissenschaft
Chemieprofessor Bharat Baruah beschäftigt sich nicht nur beruflich mit Materialien. Auch in seiner Freizeit arbeitet er gern mit Holz. Dieses persönliche Interesse führte ihn zu einer zentralen Frage: „Was wäre, wenn wir etwas Natürliches und Biologisch Abbaubares schaffen könnten?“, so Baruah.
Er störte sich daran, dass bisherige transparente Hölzer meist mit Epoxidharzen – also Kunststoffen – verstärkt wurden. Auf der Suche nach einer nachhaltigeren Lösung erinnerte sich Baruah an alte Baupraktiken aus seiner Heimat im indischen Assam. Dort wurde früher Zement aus Sand, Klebreis und Eiweiß hergestellt – ganz ohne moderne Baustoffe.
Diese traditionellen Materialien inspirierten ihn, einen natürlichen Klebstoff für sein transparentes Holz zu entwickeln.
So entsteht transparentes Holz
Holz besteht hauptsächlich aus drei Bestandteilen: Zellulose, Hemizellulose und Lignin. Lignin ist verantwortlich für die typische Farbe und Stabilität des Holzes. Um das Material durchsichtig zu machen, entfernen Forschende Lignin und Hemizellulose. Zurück bleibt ein poröses, weißliches Zellulose-Gerüst – ähnlich einem feinen Netz.
Dieses wird anschließend mit einer transparenten Substanz gefüllt, um Lichtdurchlässigkeit und Stabilität wiederherzustellen. In diesem Fall nutzte das Team eine Mischung aus Eiweiß, Reisextrakt und einem natürlichen Härter.
Gemeinsam mit dem Studenten Ridham Raval setzte Baruah Balsaholz ein, das aufgrund seiner geringen Dichte besonders gut geeignet ist. Die Behandlung erfolgte in einer Vakuumkammer mit Chemikalien wie Natriumsulfit und Natriumhydroxid sowie verdünntem Bleichmittel. Die verwendeten Stoffe gelten – in kleinen Mengen – als relativ unbedenklich für die Umwelt.
Das Ergebnis: halbtransparente Holzscheiben, die leicht, stabil und flexibel sind.
Fenster aus Holz? Erste Anwendungstests laufen
Doch wie leistungsfähig ist das neue Material in der Praxis? Um das herauszufinden, baute Baruah ein kleines Testhaus – ursprünglich ein Vogelhaus – mit transparentem Holz als Fenster. Unter einer Wärmelampe simulierte er Sonnenstrahlung und maß die Innentemperatur.
Das Ergebnis überraschte: Die Temperatur im Inneren lag rund 5 bis 6 °C niedriger als bei einem Fenster aus normalem Glas. Das spricht für gute Wärmedämmeigenschaften. Transparentes Holz könnte also in Zukunft als energieeffiziente Alternative zu Glas eingesetzt werden – besonders im Gebäudebereich.
Holz, das Strom leitet?
Die Forschenden gingen noch einen Schritt weiter. In einige Proben integrierten sie Silbernanodrähte. Dadurch wurde das Holz leitfähig – eine Eigenschaft, die bei Touchscreens, Sensoren oder in der Photovoltaik nützlich sein könnte.
Zwar sind Silbernanodrähte nicht biologisch abbaubar, doch das Team plant bereits weitere Tests mit alternativen Materialien wie Graphen, um die Nachhaltigkeit zu verbessern.
Noch viel zu tun – aber großes Potenzial
Bis das transparente Holz in Smartphones oder Fenstern zum Standard wird, dürften noch einige Jahre vergehen. Die Transparenz lässt sich noch optimieren, und die industrielle Herstellung muss effizienter werden. Dennoch zeigt das Projekt, dass innovative Lösungen nicht zwingend teuer sein müssen. „Ich möchte meinen Bachelor-Studenten zeigen, dass man interessante Forschung betreiben kann, ohne Tausende von Dollar auszugeben“, sagt Baruah.
Finanziert wurde die Studie von der Kennesaw State University und dem Unternehmen Purafil Inc., einem Hersteller von Luftfiltern.
Ein Beitrag von:
