Ohne Biegen und Brechen: Dieses Holz bringt sich selbst in Form

Holz zu verbiegen ist kein leichtes Unterfangen, erst recht nicht, wenn man ganze Bauelemente in die gewünschte Form bringen will. Um Holzplatten zu biegen sind bis dato grosse industrielle Maschinen mit aufwendigen Verfahren im Einsatz. Ein Forschungsteam der ETH Zürich, der Eidgenössischen Materialprüfungsanstalt Empa und der Universität Stuttgart hat ein neues Verfahren entwickelt, in dem sich das Holz von alleine in die richtige Form verbiegt. Ihre Methode haben sie im Fachblatt Science Advances vorgestellt.

Holz enthält Wasser. Wenn es abgeholzt wird, entweicht das Wasser langsam und das Holz zieht sich zusammen, aber nicht in alle Richtungen gleich stark. Das kann bei Holzbauten zu Problemen führen, wenn sie plötzlich krumm werden. Doch genau diesen Mechanismus haben sich die Wissenschaftler zunutze gemacht. Denn es ist bekannt, dass sich das Holz senkrecht zur Faserung am stärksten zusammenzieht. Die Schrumpfung ist also berechenbar.

Um sich diese Berechenbarkeit zunutze zu machen, klebten die Forscher zwei Holzschichten aufeinander. Und zwar so, dass ihre Faserungen senkrecht aufeinander lagen. Diese Holzplatte nennt sich Bilayer. Dann entzogen sie dem Holz gezielt Feuchtigkeit, sodass eine der beiden Schichten stärker schrumpfte als die andere. Weil sie aber zusammengeklebt waren, verbogen sich beide Platten miteinander. In einem Computermodell konnten sie bestimmen, wie sich das Holz verbiegen sollte. Die so geformten Platten sind stabil und verformen sich auch nicht mehr, wenn die Luftfeuchtigkeit steigt oder sinkt.

Die Forscher können bis zu fünf Meter lange Bilayers konstruieren, die sich dann weiter zusammensetzen lassen. Aus solchen besteht der «Urbach Turm» in der Nähe von Stuttgart. Er ist vierzehn Meter hoch und der erste Holzbau aus sich selbst formenden Elementen.