In einem Vorzeigeprojekt der Empa und der Schreinerei Koster AG Holzwelten ist es gelungen, sogenanntes Marmorholz standardisiert herzustellen. Was früher ein seltener Zufallsfund im Wald war, wird nun in kontrollierten Verfahren im St. Galler Rheintal produziert. Diese innovative Methode nutzt Pilze, um Holz mit einzigartigen, dunklen Verästelungen zu versehen, die sich durch das gesamte Material ziehen und es für dekorative Anwendungen besonders attraktiv machen.
Wichtige Erkenntnisse
- Marmorholz wird mittels kontrolliertem Pilzbefall erzeugt.
- Die Empa und Koster AG Holzwelten entwickelten ein standardisiertes Verfahren.
- Das Produkt namens «Myrai» kommt nun auf den Markt.
- Einheimische Laubhölzer werden veredelt, was eine nachhaltige Alternative darstellt.
- Sterilität und Wirtschaftlichkeit waren grosse Herausforderungen bei der Entwicklung.
Vom Zufallsprodukt zum Hightech-Verfahren
Marmorholz zeichnet sich durch seine abstrakten, schwarzen Verästelungen aus. Diese Muster entstehen, wenn bestimmte Pilzarten das Holz besiedeln und das Pigment Melanin bilden. Früher mussten Baumstämme monatelang im Wald liegen, in der Hoffnung, dass der «richtige» Pilz sie befiel. Dies war ein unkontrollierbarer Prozess mit ungewissem Ausgang.
Der Durchbruch gelang, als Jakob Koster, damals CEO der Schreinerei Koster AG Holzwelten, ein solches Stück Holz dem Empa-Forscher Francis Schwarze zeigte. Schwarze, ein anerkannter Pilzexperte, erkannte das Potenzial des Schlauchpilzes, der für die einzigartigen Muster verantwortlich war. Diese Begegnung war der Startpunkt für ein ehrgeiziges Innosuisse-Projekt.
Interessanter Fakt
Der verwendete Schlauchpilz baut nur bestimmte, stark lignifizierte Bereiche der Zellwand nicht ab. Dadurch behält das Holz seine hohe Biegesteifigkeit, während es die charakteristische Musterung erhält.
Der Herstellungsprozess: Präzision und Kontrolle
In einem speziell eingerichteten Bereich der Schreinerei Koster AG Holzwelten in Arnegg bei St. Gallen entstehen die Marmorholzbretter. Hier herrschen Laborbedingungen: Edelstahlcontainer, Klimakammern und Vakuumkammern prägen das Bild. Sterilität ist dabei entscheidend, denn nur so lässt sich der Pilzbefall präzise steuern.
Die bis zu zweieinhalb Meter langen Holzbretter durchlaufen mehrere Schritte. Zuerst werden sie in einer Vakuumkammer auf die korrekte Feuchtigkeit gebracht. Anschliessend erfolgt die Sterilisation, bevor die Bretter mit dem speziellen Pilz inokuliert werden. Mehrere Wochen verbringen sie danach in einer Klimakammer, wo der Pilz seine charakteristischen Verzierungen ins Holz «zeichnet».
«Früher hat man Baumstämme für mehrere Monate in den Wald gelegt und gehofft, dass sie vom richtigen Pilz besiedelt werden», erklärt Francis Schwarze von der Empa.
Das Know-how aus den Empa-Laboren erlaubt es der Koster AG Holzwelten, das Erscheinungsbild der Melaninzeichnung gezielt zu steuern und zu verfeinern. Nach Beendigung der Pilzarbeit wird das Holz technisch getrocknet. Dabei stirbt der Pilz ab und hinterlässt ein dauerhaft veredeltes Material.
Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit
Für die Herstellung von Marmorholz eignen sich zahlreiche einheimische Laubholzarten wie Ahorn, Buche, Esche, Linde und Pappel. Diese Hölzer werden in der Schweiz oft verheizt. Die Veredelung zu Marmorholz bietet eine nachhaltige Alternative zur Verbrennung und zu exotischen Importhölzern.
Hintergrundinformation
Holz fungiert als wichtiger CO2-Speicher. Durch die Veredelung und Nutzung als langlebiges Material bleibt das Kohlenstoffdioxid im Holz gebunden, anstatt bei der Verbrennung freigesetzt zu werden.
Die Umstellung von Forschung auf marktfähige Produktion war jedoch nicht ohne Schwierigkeiten. Lewis Douls, ein Chemiker, der das Projekt an der Empa begleitete und heute für die Produktion bei Koster verantwortlich ist, hebt die Herausforderungen hervor. Die grösste davon war die Sterilität, da die Bedingungen für den Melanin-produzierenden Pilz auch für viele andere Pilzarten ideal sind.
Auch die Wirtschaftlichkeit spielte eine Rolle. Teure Geräte wie Autoklaven zur Sterilisation oder Vakuumkammern zur Holzbefeuchtung waren notwendig. Die Koster AG Holzwelten hatte dabei Glück: Ein Grossteil der benötigten Klimakammern konnte von einem ehemaligen Speisepilzzüchter übernommen werden. Laborausrüstung kam von der ETH Zürich, die der Firma einen Umbauauftrag erteilte. Lewis Douls optimierte zudem Prozessschritte, sodass heute kein grosser Autoklav mehr notwendig ist.
Zukunftsperspektiven für «Myrai»
Das neue Material kommt unter dem Namen «Myrai» auf den Markt. Es eignet sich besonders für dekorative Anwendungen in der Möbelherstellung, im Innenausbau, für Musikinstrumente und sogar für Schmuck. Die ästhetischen Eigenschaften und die Einzigartigkeit der Muster machen es zu einem gefragten Produkt im Designbereich.
Francis Schwarze zeigt sich beeindruckt von der Eigeninitiative der Schreinerei Koster AG Holzwelten. «Es ist nicht selbstverständlich, dass ein KMU sich so viel Wissen aneignet und ein eigenes Labor aufbaut», betont er. Die Schreinerei ist mittlerweile besser für die Pilzzucht ausgestattet als das Empa-Labor, in dem alles begann.
Mit der nun anlaufenden Produktion beginnt die Phase der wirtschaftlichen Etablierung von «Myrai». Die Projektpartner sind sich einig, dass das Potenzial der Kombination aus Holz und Pilz noch nicht voll ausgeschöpft ist. Weitere Entwicklungen und Anwendungen sind bereits in Planung, was auf eine vielversprechende Zukunft für dieses innovative Material hindeutet.
