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Magnetic Wood

Eisenoxid-Nanopartikel in der Holzzellstruktur

19/2017

ETH-Wissenschaftlerin Vivian Merk hat ein Verfahren entwickelt, mit dem sich Holz magnetisieren lässt. Dabei werden Eisenoxidpartikel tief in die Zellstruktur integriert. Anwendungen in der Automobilindustrie werden mit dem funktionalisierten Holz nun möglich. Die Industrie hat bereits ihr Interesse signalisiert.

 

In Faserrichtung ist die Magnetisierbarkeit am stärksten

 

Zur Einlagerung magnetischer Eisenoxidpartikel in die Holzstruktur wird das Holz zunächst in einer Eisenchloridsalze enthaltenen, sauren Lösung aufgeweicht. Die Dicke des Holzstücks bestimmt die Einwirkdauer. Denn um ein gutes Ergebnis zu erzielen, sollte der sauren Lösung genügend Zeit gegeben werden, tief in die Holzstruktur einzudringen. Anschließend wird das Holzstück entnommen und eine Fällungsreaktion in einer starken Lauge ausgelöst.

 

Schwarze Nanopartikel aus Eisenoxid flocken aus und setzen sich in den Zellinnenwänden der Holzstruktur fest. Der Effekt fällt am stärksten entlang der Faserrichtung aus. Dies kann man an der linienförmigen dunklen Braunfärbung auf der Holzoberfläche deutlich erkennen. Magnetische Eisenoxidpartikel sind in den zwei unterschiedlichen Varianten Maghemit und Magnetit auszumachen. Braunes Maghemit entsteht aus dem schwarzen Magnetit durch Oxidationsprozesse an der Luft.

 

"Realistisch gesehen, werden wir nie einen ganzen Balken in einem Haus behandeln können", erläutert Vivian Merk. "Das magnetische Holz ist eher etwas für kleinere Anwendungen." Diese könnten vielleicht im Interior von Kraftfahrzeugen zum Beispiel für Holzarmaturen mit Zusatzfunktion liegen. Auch im Haushaltsbereich oder für smarte Möbel sowie Kinderspielzeuge ließe sich die Entwicklung einsetzen. 

 

www.ifb.ethz.ch/woodmaterialsscience

 

 

 

Bildquelle: Empa, ETH Zürich

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