Birkenholz ist vor allem als Material für Möbel, Holzschuhe und Wäscheklammern bekannt. In Zukunft könnte es auch bei der Wärmewende helfen, wenn es nach Forschern vom KTH Royal Institute of Technology in Stockholm geht. Sie wollen daraus Bauelemente für Häuser machen, die Licht durchlassen und als Wärmespeicher für stets angenehm temperierte Räume sorgen. Erste Prototypen präsentierten sie kürzlich auf einer Konferenz der American Chemical Society in Orlando, Florida.
Zunächst bleichten die Forscher das Material, indem sie Lignin daraus entfernten. Das chemisch behandelte Holz ist dann weiß aus, weil das Licht an den Zellwänden der Fasern gestreut wird. Erst wenn die Zwischenräume mit Kunststoff gefüllt sind, etwa jenem, aus dem auch Acrylglas besteht, wird Holz transparent. "Das Besondere ist, dass das stabile Faserskelett von Holz erhalten bleibt", sagt die KTH-Doktorandin Céline Montanari.
Transparentes Holz an sich ist keine neue Erfindung. Als Pionier gilt Siegfried Fink von der Uni Freiburg, der bereits zu Beginn der 1990er-Jahre Holz durchsichtig machte. Der Forstbotaniker trieb rein akademische Interesse an, er wollte dicke Holzproben unter dem Mikroskop untersuchen. Zuvor mussten Proben scheibchenweise durchleuchtet werden, um eine 3D-Struktur abzuleiten. Erst später dachten Forscher daran, das Material als Baustoff zu nutzen. Das Team aus Stockholm etwa berichtete 2016, dass transparentes Holz im Vergleich stabiler ist als Fensterglas ist und deutlich besser Wärme isoliert.
Tagsüber speichern die Fenster die Sonnenwärme und geben sie nachts nach innen wieder ab
Die Variante, die in Orlando Premiere hatte, kann zusätzlich Wärme speichern. Dafür kombinieren die Forscher den Acrylkunststoff mit dem Polymer Polyethylenglykol (PEG), bevor sie das Holz damit tränken. PEG steckt unter anderem in Zahnpasta, Cremes, hilft bei Konservierung historischer Knochenfunde oder der Darmreinigung. PEG zählt zu den Phasenwechselmaterialien: Sie nehmen beim Schmelzen viel Wärme auf und geben sie wieder ab, wenn sie fest werden. "An einem sonnigen Tag kann das PEG-haltige, transparente Holz die Hitze aufnehmen, bevor sie ins Innere gelangt. Nachts tritt der umgekehrte Effekt ein und die Wärme wird nach innen abgegeben", sagt Montanari.
Doch ein paar Haken hat der transparente Stoff: "So durchsichtig wie Fensterglas wird er wohl nicht werden", sagt die Forscherin. Er tauge eher als Alternative zu Milchglas und halbtransparenten Kunststoffen. Zudem sind die Proben bisher klein wie Briefmarken und millimeterdünn. Fensterscheiben aus dem Material herzustellen, wird noch ein weiter Weg. Ein Industrieunternehmen arbeite bereits daran. Nicht zuletzt wollen die Forscher dafür sorgen, dass das transparente, wärmespeichernde Holz künftig komplett aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt und nach Gebrauch kompostiert werden kann, anders als Beton oder Glas. "Holz und PEG sind schon biobasiert und bioabbaubar. Für das Acryl suchen wir noch nach einer Alternative", sagt die Montanari.