Schritte zum nachhaltigeren und smarten Parkett
Was, wenn Parkettböden aus Holz nicht nur ästhetisch, sondern künftig auch mit Sensorik überzeugen? Forschende der ETH Zürich und das Unternehmen Bauwerk Group zeigen in einem von der Innosuisse geförderten Projekt, wie moderne und nachhaltige Parkettböden aussehen könnten.
Die Bauwerk Group untersuchte gemeinsam mit der Professur «Wood Materials Science» an ETH und Empa unter der Leitung von Prof. Ingo Burgert, wie nachhaltiges Parkett der Zukunft nicht nur Ressourcen schonen kann, sondern als Zusatznutzen auch elektrische Spannungen erzeugt. Die Studie umfasste zwei Schwerpunkte:
- Nachhaltige Parkettentwicklung trotz Ressourcenveränderung infolge des Klimawandels
- Sensorik gekoppelt mit Spannungserzeugung durch Bewegung von Menschen
Eichenholz ist aufgrund seiner Härte und Optik die bevorzugte Wahl für Parkett, jedoch begrenzt verfügbar. Zudem erhöht der Wettbewerb durch kostengünstige Holzimitate aus Plastik den Druck auf den Markt. Wie können diese Herausforderungen nachhaltig adressiert werden?
Die Forschenden suchten daher nach Alternativen und entschieden sich für Pappelholz, welches bisher wenig genutzt wurde, aber zukünftig mehr Aufmerksamkeit erfahren könnte, da Pappeln recht widerstandsfähig gegen die Klimaveränderungen sind. Da Pappelholz weicher als Eichenholz ist, wurde es mit «grüner Chemie» modifiziert und verdichtet. Dabei kam Lignin, ein Nebenprodukt der Papierproduktion, zum Einsatz. Das Ergebnis ist überzeugend: ein nachhaltiges, widerstandsfähiges Parkett mit Eigenschaften vergleichbar zu Eiche.
Im zweiten Teilprojekt untersuchten die Forschenden, wie Parkett so modifiziert werden kann, dass durch die Bewegung von Menschen elektrische Spannungen erzeugt werden können. Wird Holz mechanisch beansprucht, entsteht eine geringe elektrische Spannung durch den piezoelektrischen Effekt. Bei natürlichem Holz ist die Spannung jedoch zu klein, um genutzt werden zu können. Um diese zu steigern, wurde Rochelle-Salz, ein Nebenprodukt der Weinproduktion, in die modifizierte Holzstruktur eingebettet. Rochelle-Salzkristalle sind bekannt für gute piezoelektrische Eigenschaften aber ihre Sprödigkeit schränkt die Nutzung ein. In Verbindung mit Holz entstand nun eine nachhaltige Hybridstruktur, die erfolgversprechend und zudem recyclebar ist. In dieser Kombination konnten die Forschenden zeigen, dass das modifizierte Parkett als Sensor eingesetzt werden kann, da es durch die Bewegung von Menschen elektrische Spannungen erzeugt.
Einsatzmöglichkeiten für dieses Piezo-Parkett sind Smart Home Anwendungen oder eventuell in der Zukunft hochfrequentierte Orte wie Flughäfen oder Einkaufszentren. Auch das Tanzhaus Zürich zeigte bereits Interesse. Die Herausforderung liegt nun in der Skalierung und industriellen Umsetzung.
Prof. Burgert betont die Bedeutung der Industriekooperation: «Jede Zusammenarbeit erweitert unser Verständnis dafür, wie wir in Zukunft das Hochskalieren noch besser adressieren können.» Er schätzt den direkten Einblick in die Produktion und das Umfeld der Partner. «Es ist unser Anspruch, grundlegende Forschung zu betreiben, die umgesetzt werden und zu besseren, vor allem nachhaltigeren Produkten und Prozessen führen kann,» fasst er zusammen.
Mit dem «Piezo-Parkett» gehört sein Team unter dem Projekttitel «LignoVolt» zu den fünf Nominierten für den «Evergreen Prize for Innovation» der HS Timber Group, der Ende Mai in Wien verliehen wird.
Links:
- Wood Materials Science Gruppe, Professor Ingo Burgert
- externe Seite Empa
- Verwandter Artikel: Holz, das elektrische Spannung erzeugt
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