Forscher der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung und des Burkhardt-Instituts der Georg-August-Universität Göttingen haben jetzt eine Methode gefunden, Holz mittels Nano-Partikeln zu imprägnieren und auch schwer entflammbarer zu machen. Äußerlich sieht man dem Holz seine Behandlung dabei gar nicht an, die typische Holzoberfläche bleibt erhalten. Die neue Imprägnierung ist kaum färbend.
Das Geheimnis sind Nanopartikel aus Silizium- oder Titanverbindungen, die im Holz entstehen und dieses dauerhaft vor Pilzbefall schützen. Außerdem werden auch der Brandschutz und die Härte des Holzes durch die Behandlung verbessert. Bereits der Zusatz von etwa einem Masseprozent von Titandioxid reiche dafür aus.
Das Projekt hatte auch das Ziel, nach umweltfreundlicheren Alternativen zu herkömmlichen Verfahren zu suchen. In einem ersten Schritt wurde dafür ofengetrocknetes Kiefernsplintholz ausgewählt. Die Holzproben wurden mit Silizium- und Titanalkoholat-Lösungen auf Ethanol- oder Isopropanol-Basis im Vakuum durchtränkt. Die Alkoholate werden hydrolisiert und es entstehen heterogene Stoffgemische, so genannte Suspensionen, die die Nanopartikel enthalten.
Zur Anwendung kam dabei der so genannte Sol-Gel-Prozess. Ein „Sol“ nennen Wissenschaftler eine Suspension von sehr kleinen festen Teilchen (mit einer Größe von einigen Nanometern) in einem flüssigen Medium. Der Sol-Gel-Prozess ist eine Synthesemethode bei der durch Hydrolyse und Kondensationsreaktion zunächst ein Sol und dann durch Vernetzung der Solpartikel ein festes Gel gebildet wird. Die Einlagerung führe dazu dass die Materialien einen deutlich messbaren Schutz gegen holzzerstörende Braunfäulepilze (Coniophora puteana und Poria placenta) aufweisen. Die Proben wurden dabei zunächst einem zehnwöchigen Laborversuch ausgesetzt. Doch auch die Ergebnisse nach 16 Wochen deuten daraufhin, dass der Schutz dauerhaft ist.
Die imprägnierten Proben zeigten eine verringerte Feuchtigkeitsaufnahme um bis zu 50 Prozent (im Vergleich zum nicht behandelten Holz), während sich die Biegefestigkeit um bis zu 40 Prozent erhöhte. Das Material zeigt auch eine bessere Beständigkeit gegenüber Feuer. Die Wissenschaftler sehen in ihrer Methode mit letztlich nicht-giftigen Stoffen, die keine toxischen Substanzen freisetzen, sowie in der einfachen Handhabung und den relativ niedrigen Kosten großes Potenzial. In einem nächsten Schritt streben sie einen Austausch der derzeit noch verwendeten Lösungsmittel wie Ethanol oder Isopropanol durch Wasser an.
