Strukturänderungen beim Quellen und SchwindenWie „arbeitet“ das Holz?

27. Juli 2020, von Website Team Biologie

Foto: UHH/Nopens

Wassermoleküle dringen in die Holzpolymere ein (blaue Linien, schematische Darstellung) und führen zum Aufquellen ohne Mesoporen zu erzeugen.

Ein Team aus Forscherinnen und Forschern der Fachbereiche Biologie und Chemie der Universität Hamburg haben gemeinsam die Änderungen der Holzstruktur beim Quellen und Schwinden untersucht. Die Ergebnisse liefern grundlegende Informationen, um den Werkstoff Holz besser zu verstehen und in Zukunft vermehrt für Spezialanwendungen einsetzen zu können.

Holz ist immer in Bewegung. Die uns umgebende Luftfeuchtigkeit wird zum Teil von Holz aufgenommen und abgegeben. Dies führt zu einer Veränderung der Dimension und ist allgemein als Quellen und Schwinden bekannt.

Weniger erforscht sind die Veränderungen durch diesen Prozess auf molekularer Ebene im Holz. Es wurde bisher angenommen, dass die Einlagerung von Wasser in der Holzzellwand zu einer Art Porenstruktur führen kann.

Mit Unterstützung von Spezialistinnen und Spezialisten auf dem Gebiet der Porosität (Arbeitskreis Prof. Michael Fröba) ist es Forschern am Institut für Holzwissenschaften gelungen diese Hypothese zu prüfen. Hierzu wurden unterschiedliche Untersuchungen wie Physisorption, Thermoporosimetrie und Hochdrucksorption durchgeführt.

Die Ergebnisse zeigen, dass der Quellprozess keine Strukturen im Bereich von Mesoporen (2-50 nm) erzeugt. Dies steht im Widerspruch zu bisherigen Annahmen. Des Weiteren haben die Messungen zum ersten Mal dargestellt, dass im absolut trockenen zustand keine Mikroporen im Holz existieren.

Aufgrund der gefundenen Resultate kann Holz auf molekularer Ebene eher als ein quellendes Gel verstanden werden und nicht wie bisher angenommen als Festkörper. Dies ermöglicht weitere Forschungen, insbesondere für die chemische Modifikation sowie ein besseres Verständnis über Ursachen zum biologischen Abbau durch Schadorganismen.