Holz begleitete die Menschheit schon sehr lange. Es schützte vor Kälte, unterstützte den Menschen mobil zu werden, ließ ihn Häuser und Möbel bauen…
Die Vorteile Holz zudem als Baumaterial für technische Produkte zu verwenden liegen auf der Hand: Es ist ein natürlicher, nachwachsender Rohstoff und relativ günstig zu erwerben. Außerdem baut sich das Material auf ökologisch nachhaltige Weise ab. Genau daher versuchen Wissenschaftler das Einsatzspektrum von Holz zu erweitern. Doch wie baut man Solarzellen, Fensterscheiben und Chips aus Holz?
Biologisch abbaubare Chips
Die Lösung lautet auch hier: Mehr Transparenz!
Einen Durchbruch erzielten Forscher der Universität von Wisconsin-Madison, indem sie einen biologisch abbaubaren Halbleiterchip mit einer Trägerschicht aus transparentem Holz herstellten. Das Material ist flexibel, besteht aus Cellulose-Nanofasern und könnte theoretisch im Wald entsorgt werden. Wäre dies nicht eine großartige Alternative zu den Millionen Tonnen Elektroschrott, die weltweit jährlich anfallen?
Doch zunächst zu der Frage, wie man Holz durchsichtig macht. Eine Schlüsselrolle übernimmt hier die natürliche Substanz Lignin, eine Art Leim, der die Zellstofffasern von Holz miteinander verklebt und dadurch stabilisiert. Lignin blockiert jedoch die Lichteinstrahlung und verdunkelt Holz. Wäscht man Lignin mit einer Säure oder Lauge aus dem Holz, wird es weiß wie Watte. Wird dem weißen Holz im nächsten Schritt durchsichtiges Polymer (PMMA) hinzugefügt, wird dessen Brechungsindex für Licht verändert – das Material wird durchsichtig. Da PMMA, besser bekannt als Plexiglas, aus Erdöl hergestellt wird, ist das durchsichtige Glas jedoch nicht so einfach zu recyceln.
Doch auch hier findet sich in naher Zukunft vielleicht eine passende Lösung: Forscher des französischen Unternehmens Altuglas International entwickelten beispielsweise Plexiglas, das bis zu 50 Prozent aus einer Polymilchsäure hergestellt wird, die aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt wird (Quelle: Ingenieur.de).
Ist durchsichtiges Holz für die Massenproduktion von Solarzellen geeignet?
Ein Team um Studienleiter Lars Berglund vom KTH Royal Institute of Technology in Stockholm entwickelte mit Hilfe des oben erwähnten Verfahrens durchsichtige Holzplatten mit einer rekordverdächtigen Lichtdurchlässigkeit von 85 Prozent. Das Resultat ist zudem wesentlich stabiler als Glas. Es ist nahezu bruchsicher und könnte die Welt der Solarzellen revolutionieren:
„Durchsichtiges Holz ist ein gutes Material für Solarzellen, weil es eine kostengünstige, leicht verfügbare und erneuerbare Quelle darstellt. Das ist besonders wichtig, wenn große Flächen mit Solarzellen bedeckt werden sollen“, so Berglund.
Um die Lichtdurchlässigkeit weiter zu erhöhen, experimentieren die Forscher momentan mit verschiedenen Holzarten. Zeitgleich wird daran gearbeitet, den Prozess industrietauglich zu machen (Quelle: Kompakt.de). Verwenden könnte man das neue, ultrastabile Material auch als nachhaltige und sichere Alternative zu Fensterscheiben oder als semi-transparente Wände für mehr Licht in Häusern.
„Niemand hatte zuvor die Möglichkeit in Betracht gezogen, größere transparente Strukturen herzustellen, um sie für Solarzellen und in Gebäuden zu verwenden“, sagt Berglund, der uns seine Forschungsergebnisse im unten stehenden Youtube-Clip kurz vorstellt.
