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So gesehen
Aufquellen und sprengen
Eine Christbaumkugel? Ein neuer Planet? Beides falsch, die Aufnahme eines Lichtmikroskops zeigt Buchenholz, das durch eine ionische Flüssigkeit aufgesprengt wurde. Solche Salze, die sich unter 100 Grad Celsius verflüssigen, lassen Holz aufquellen und zerlegen es schonend. Das macht es einfacher, aus dem Holz wertvolle Bestandteile wie Zellulose und Lignin zu gewinnen. Diese könnten fossile Rohstoffe als Ausgangsmaterial für diverse Produkte ersetzen. Forschende aus Jülich und Aachen helfen, Verfahren mit solchen Flüssigkeiten zu optimieren, damit sie in der Industrie eingesetzt werden können.
Die Wirkung der Flüssigkeit im Video:
Das Video zeigt im Zeitraffer, wie die ionische Flüssigkeit EMIMAc ein Scheibchen Buchenholz aufsprengt. Der ganze Vorgang dauert weniger als sieben Minuten. Die Aufnahmen entstanden nach 5 bzw. 50 Sekunden. Zunächst dringt die ionische Flüssigkeit durch Poren und Kanäle in das trockene Holz ein. Die dunklen horizontalen Linien bestehen aus Zellen, die senkrecht zur überwiegenden Wachstumsrichtung des Baumstamms wachsen und das lebendige Gewebe am Stammäußeren mit den Leitungsbahnen im Stamminneren verbindet. Mit der Zeit beginnt das molekulare Flechtwerk aus Lignin und Zellulose aufzuquellen, was sich an nanometergroßen Löchern im Material zeigt. Schließlich wird es regelrecht aufgesprengt, wodurch die Flüssigkeit weiter vordringen kann. Zellulosefasern, Ligninmoleküle und Hemizellulose sind dann zugänglich für weitere Verarbeitungsschritte, etwa durch Enzyme. BILD: Video-Screenshot/Viell, J., Szekely, N.K., Mangiapia, G. et al. In operando monitoring of wood transformation during pretreatment with ionic liquids. Supplemental Material. Cellulose 27, 4889–4907 (2020). https://doi.org/10.1007/s10570-020-03119-4 (CC-BY 4.0), VIDEO: FORSCHUNGSZENTRUM JÜLICH