Struktur und mechanische Eigenschaften von Holz

Forschungsprojekt P 14331Struktur und mechanische Eigenschaften von HolzPeter FRATZL06.03.2000 Vom materialphysikalischen Standpunkt aus betrachtet, kann man Holz als zellularen Werkstoff und auch als Faserverbundmaterial verstehen. Vereinfacht gesehen besteht es aus parallelen zy1indrischen Röhren (die HoIzzellen), die aus Zellulosefibrillen in einer Lignin/Heminzellulose-Matrix aufgebaut sind. Zahlreiche Untersuchungen - unter anderem durch die Antragsteller - haben gezeigt, daß die mechanischen Eigenschaften des Holzes extrem von seinem mikrostrukturellen Aufbau abhängen. Beispiele dafür sind die Abhängigkeit vom Zellulose-Spiralwinkel oder vom Ligningehalt in der Zellwand. Im vorliegenden Antrag sind systematische Untersuchungen dieser Abhängkeit geplant mit dem Ziel, die Prinzipien aufzuklären, nach denen die Optimierung des Verbundmaterials erfolgt, sodaß die außergewöhnlichen mechanischen Eigenschaften des Holzes erreicht werden. Der experimentelle Ansatz schließt eine Reihe unterschiedlicher Meßtechniken zur Erforschung von Struktur und mechanischen Eigenschaften ein: in-situ Zugversuche mit Röntgenbeugung, Mikrodiffraktion mit Synchrotronstrahlung, (Umwelt-) Rasterelektronenmikroskopie sowie Rasterkraftmikroskopie und Nanoindentierung.