Holz und Holzwerkstoffe mit verbesserten Eigenschaftsprofilen für den Holzbau 

Holz und Holzwerkstoffe haben hervorragende Eigenschaften, sind aber nicht sehr zuverlässig. Dieses Projekt zielt auf eine Verbesserung von Holz und Holzwerkstoffen durch die Veränderung von Zellwänden und Faseroberflächen mittels Polymerchemie und nanotechnologischer Verfahren.

Hintergrund
Holz bietet als Baustoff den Vorteil, dass es relativ wenig wiegt und leicht zu verarbeiten ist. Doch es quillt und schwindet, ist oftmals nur mässig dauerhaft und in jedem Fall brennbar. Viele Holzfaserwerkstoffe zeigen ein relativ gutmütiges Bruchverhalten. Allerdings lassen sie sich nicht als leistungsfähige Faserkomposite einsetzen, da die mechanischen Eigenschaften der Fasern zu stark streuen.
Um die Qualität der Holzprodukte zu verbessern, untersuchen die Forschenden in diesem Projekt, wie sich Materialoptimierungen aus der Natur in die Technik übertragen lassen (Bionik). Dabei bedienen sie sich nanotechnologischer Verfahren, der Polymerchemie sowie skalenübergreifender Modellierung.

Ziel
Das Projekt zielt darauf, die Zuverlässigkeit von Holz als Baustoff zu erhöhen und die mechanischen Eigenschaften von Holzfaserwerkstoffen zu verbessern. Dabei versuchen die Forschenden, die Holzzellwände so zu verändern, dass diese weniger Wasser aufnehmen können. Das so behandelte Holz würde weniger quellen und schwinden und wäre auch dauerhafter.
Im Bereich holzfaserbasierte Werkstoffe soll eine Kombination von Holzfasern und Kohlenstofffasern zu Verbundmaterialien mit hoher Steifigkeit und einem gutmütigeren Bruchverhalten führen. Die Forschenden modellieren die Veränderungen von Zellwand und Faseroberflächen auf der Nano- und Mikroskala, um so die entscheidenden Parameter für die Eigenschaftsprofile zu bestimmen und einzelne Prozessschritte optimieren zu können.

Bedeutung
Die in diesem Projekt gewonnenen Erkenntnisse könnten es ermöglichen, Holz und Holzfaserwerkstoffe zuverlässiger zu machen und deren Einsatzmöglichkeiten im Bauwesen zu erweitern. Auf diese Weise könnte Holz als nachwachsende Ressource insgesamt eine höhere wirtschaftliche Bedeutung erhalten.

Originaltitel: Improved wood materials for structures

Betrag: CHF 337’032.-
Dauer: 36 Monate

Projektverantwortliche
- Prof. Ingo Burgert, Institut für Baustoffe, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich
- Prof. Emanuela Del Gado, Institut für Baustoffe, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich

Kontakt

Prof. Ingo Burgert
Institut für Baustoffe
ETH Zürich
Schafmattstrasse 6
8093 Zürich
Tel.: +41 44 633 77 73
E-Mail: iburgert@ethz.ch  
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