Woraus besteht eigentlich Holz?

Als Holz bezeichnet man das feste Gewebe von Bäumen und Sträuchern. Seine Hauptbestandteile sind Zellulose, Hemicellulose und Lignin.

Holzbrett

Holzbrett mit Ästen (Bild: CanStockPhoto)

Holz ist der wohl wichtigste Rohstoff in der Geschichte der Menschheit und aus unserem Alltag nicht wegzudenken: Von Papier und Bleistift über die Gitarre bis hin zur Konstruktion von Brücken und Gebäuden – überall brauchen wir Holz.

Unter Holz verstehen wir die verhärteten Gewebe von Pflanzen. Das sind vor allem Stämme, Zweige und Äste von Bäumen oder Sträuchern. Holz entsteht im Kambium der Bäume, einer dünnen Schicht, die sich direkt unter der Rinde befindet. Je nach Jahreszeit sind die neu gebildeten Holzzellen unterschiedlich gross und haben eine leicht andere Farbe. Dadurch entstehen die charakteristischen Jahresringe, anhand derer man das Alter eines Baumes bestimmen kann.

Holz enthält Zuckerketten

Chemisch gesehen besteht Holz hauptsächlich aus organischem Material, d. h. aus Kohlenwasserstoffverbindungen. Seine drei Hauptbaustoffe sind Zellulose, Hemicellulose und Lignin.

Zu 40 bis 50 Prozent besteht Holz aus Zellulose. Diese bildet das Grundgerüst und nimmt die Zugkräfte auf, die auf den Baum wirken. Zellulose ist ein Polysaccharid, das aus langen Ketten von Zuckermolekülen besteht, den Glukosen. Das sind dieselben Zucker, aus denen auch Stärke (z. B. Kartoffelstärke) aufgebaut ist. Die chemische Verknüpfung der Zucker ist bei Zellulose und Stärke jedoch unterschiedlich. Menschen können keine Zellulose verdauen, Kühe aber schon. Zellulose kommt in den Zellwänden der Pflanzenzellen vor, also auch im Gras.

Der Rest des Holzes besteht aus Hemicellulose und Lignin. Diese beiden Substanzen wirken als Füll- und Stützmaterial und nehmen die Druckkräfte auf. Auch Hemicellulosen sind Zuckerketten. Diese bestehen aber aus vielen verschiedenen Zuckermolekülen, nicht nur aus Glukose. Ausserdem sind sie viel kürzer und dadurch weniger fest.

Lignin gibt dem Holz die Härte

Lignin ist der Bestandteil, der dem Holz Festigkeit gibt. Chemisch gesehen ist Lignin aus vielen verschiedenen Bausteinen aufgebaut. Die meisten davon sind sogenannten Phenole: Das sind chemische Strukturen mit aromatischen Ringen. Lignin wird in die Zellwände der Pflanzen eingebaut und sorgt für die „Verholzung“ der Zelle. Es füllt den Hohlraum in den Zellwänden und verknüpft Pflanzenbestandteile wie Zellulose und Hemicellulose. Ohne Lignin wäre es nicht möglich, dass Pflanzen viele Meter hoch wachsen können.

Das Zusammenspiel der drei Baustoffe prägt die mechanischen Eigenschaften des Holzes und bestimmt damit letztlich, wie biegsam und belastbar das Material ist. Da das Holz bei jeder Baumart einen etwas anderen Aufbau hat, lassen sich die verschiedenen Holzarten anhand ihrer Struktur unterscheiden. Diese Unterschiede sind auch dafür verantwortlich, dass die einzelnen Hölzer charakteristische Eigenschaften haben und sich dementsprechend für bestimmte Anwendungen mehr oder weniger gut eignen.

Quellen: Redaktion SimplyScience.ch
SATW / Felix Würsten

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