FOTOS: Holz, möchten Sie das Forest Products Laboratory besichtigen?

Am westlichen Ende des Campus der University of Wisconsin-Madison, östlich des University Hospital, befindet sich der Ausgangspunkt einer 112 Jahre alten Bundesinitiative zur effizienteren Nutzung der Wälder des Landes. Das 1910 gegründete Forest Products Lab befand sich zunächst in zwei Gebäuden näher an der Mitte des Campus. Heute verfügt es über einen eigenen Campus, der mehrere Gebäude aus den 1930er und 1960er Jahren umfasst.

Das vom US-Forstamt und dem US-Landwirtschaftsministerium betriebene Labor beherbergt Forscher, die fast alles rund um Holz untersuchen, von Möglichkeiten, Holzgebäude und -produkte widerstandsfähiger gegen Feuer, Wetter und Insekten zu machen, bis hin zu Möglichkeiten zur Herstellung innovativer Kunststoffe -ähnliche Produkte aus Holzstücken und landwirtschaftlichen Abfällen.

Die Cap Times konnte kürzlich einen Blick hinter die Kulissen der Einrichtung und ihrer laufenden Forschung werfen, als die Reporterin Natalie Yahr und die Fotografin Ruthie Hauge an einer Tour teilnahmen, die für Führungskräfte des Office of the Commissioner of Insurance, des Department of Safety and Professional Services in Wisconsin organisiert wurde Abteilung für Finanzinstitute.

Carl Houtman, Chemieingenieur in der Abteilung für Faser- und chemische Wissenschaftsforschung des Forest Products Lab, hält einen Glaskrug mit Zellulose-Nanokristallen in der Hand, während er über deren ökologische Anwendung in Bauprodukten, insbesondere Beton, spricht. Die Einbeziehung des Materials, das Houtman mit „magischem Feenstaub“ vergleicht, würde den gesamten CO2-Fußabdruck von Beton verringern, indem die Menge an Lyme, die zum Aushärten des Betons benötigt wird, reduziert würde.

Bei einem kürzlichen Rundgang durch das Forest Products Lab wurden Flaschen mit Cellulose-Nanokristallen in verschiedenen Zuständen ausgestellt. Laut dem Chemieingenieur Carl Houtman untersuchen Forscher Möglichkeiten, Nanokristalle zu verwenden, um transparente Produkte aus Holz herzustellen, darunter Materialien, die viel stärker als Kunststoff sind.

Eines der ältesten Gebäude auf dem Campus des Forest Products Lab, die 45.000 Quadratmeter große Pilotanlage zur Faserverarbeitung, wurde in den 1930er Jahren gebaut, um industrielle Holzzellstoff- und Bioraffinerieprozesse in kleinerem Maßstab nachzubilden und es Forschern zu ermöglichen, beispielsweise zu testen, ob ein neuer Typ vorliegt Briefmarken würden den Papierrecyclingprozess beeinträchtigen.

Sonnenlicht strömt durch die Bogenfenster der Faserverarbeitungs-Pilotanlage im Forest Products Laboratory in Madison.

Laura Hasburgh, Materialforschungsingenieurin der Forschungseinheit Bau- und Feuerwissenschaften des Forest Products Lab, hält eine Probe verbrannten Holzes hoch, während sie die verschiedenen Arten erklärt, wie Feuer durch Holzstrukturen brennt.

Auf einem Tisch im Forest Products Lab liegen verschiedene Materialien aus Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen sowie Proben der kleinen Holzmaterialien, deren Verwendung die Forscher zu finden versuchen. Mehr Möglichkeiten zu finden, diese „kleineren als ein Holzspäne“-Materialien zu verwenden, würde die Zahl der großen Bäume reduzieren, die zur Herstellung von Produkten gefällt werden müssen, sagte Ronald Sabo, Materialforschungsingenieur der Forschungseinheit Engineered Composites Science des Forest Products Lab.

Ronald Sabo, Materialforschungsingenieur der Forschungseinheit Engineered Composites Science des Forest Products Lab, hält einen Kleiderbügel aus Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen in der Hand.

Bei einem Rundgang durch das Forest Products Laboratory in Madison wird ein Schild des Forstdienstes des US-Landwirtschaftsministeriums aus Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen ausgestellt.

Als Projektleiter im Labor für technische Mechanik und Fernerkundung ist es Steve Kalinoskys Aufgabe, Tests durchzuführen, um die Bedingungen zu bestimmen, unter denen bestimmte Materialien brechen. „Es macht viel Spaß, wenn man Dinge kaputt macht“, sagte er, nachdem er eine Reihe von Videos von zerbrechenden Balken und Brücken in den verschiedenen Experimenten gezeigt hatte, die er und sein Team durchgeführt hatten. „Wir machen nicht immer (Dinge) kaputt. Oft drücken wir einfach und beobachten die Reaktion.“

Steve Kalinosky, Projektleiter im Labor für Technische Mechanik und Fernerkundung, zeigt mit dem Fuß auf unterirdische Stahlmasten, die zur Widerstandserzeugung bei der Prüfung der Tragfähigkeit von Holzkonstruktionen dienen.

Charles Boardman, Ingenieur in der Forschungseinheit Bau- und Brandwissenschaften des Forest Products Lab, beschreibt den Prozess, bei dem der Sättigungsgrad von Holz in einer Kammer namens „Autowaschanlage“ bei simuliertem Wetter getestet wird.

Drahtschrauben werden in einer Holzplatte befestigt, während sie in einer simulierten Wetterkammer, die Forscher liebevoll „CARWASh“ nennen, auf ihren Feuchtigkeitsgehalt getestet werden. Das System ist so eingerichtet, dass es den Widerstand/Abstand zwischen den Schrauben misst, wenn sich das Holz ausdehnt und zusammenzieht.

Charles Boardman, Ingenieur in der Forschungseinheit Bau- und Brandwissenschaften des Forest Products Lab, führt einen Rundgang durch die Kammer für analytische Forschung an Wandbaugruppen, die simuliertem Wetter ausgesetzt sind, kurz CARWASh. Die Kammer ist in der Lage, simulierten windgetriebenen Regen auf Holzplatten zu richten.

Mitarbeiter des Forest Products Laboratory flüstern miteinander, während Ingenieur Charles Boardman einen Vortrag über die Wettersimulationskammer im Forest Products Lab hält.

Die Biowissenschaftstechnikerin Amy Bishell (links) und die Forschungsentomologin Rachel Arango halten einen Vortrag über die Forschung des Forest Products Lab, um Holz haltbarer und resistenter gegen Schädlinge zu machen. Forscher untersuchen chemische Behandlungen sowie Methoden zur Extraktion von Verbindungen aus natürlich haltbaren Holzarten, um sie auf weniger haltbares Holz anzuwenden.

Holzproben, die im Forest Products Lab ausgestellt sind, zeigen, welchen Schaden Termiten an Holz anrichten können. Während der größte Teil von Wisconsin außerhalb des üblichen geografischen Verbreitungsgebiets für Termiten liegt, könnte sich dies mit dem Klimawandel ändern, sagte die Forschungsentomologin Rachel Arango vom Forest Products Lab, die Insekten untersucht, die Holz befallen.

Im Center for Wood Anatomy Research des Forest Products Lab wird ein XyloTron zur Identifizierung von Holzarten eingesetzt. Das Tool verwendet mathematische Modelle, um ein vergrößertes Bild des unbekannten Holzes mit seinem Katalog bekannter Holzsorten zu vergleichen. Alex Wiedenhoeft, ein Forschungsbotaniker am FPL, hat dieses Gerät erfunden. Das Design und das Muster sind Open Source, sodass andere sie verwenden können.

Alex Wiedenhoeft, Forschungsbotaniker am Center for Wood Anatomy Research des Forest Products Lab, hält einen Querschnitt dessen hoch, was er „den Mordbaum“ nennt. Der Baum, der offenbar mehrere Jahre vor dem Fällen durch die Ermittler am Tatort einen Brand erlitten hatte, war der einzige physische Beweis in einem Mordfall in Illinois im Jahr 2010. Im Jahr 2020 fungierte Wiedenhoeft als Sachverständiger im Prozess und erklärte, dass die Verletzung des Baumes durch das Feuer verursacht worden sein könnte, das der Angeklagte angeblich gelegt hatte, um die Leiche zu beseitigen.

Alex Wiedenhoeft, Forschungsbotaniker am Center for Wood Anatomy Research des Forest Products Lab, demonstriert, wie man mit einem Werkzeug namens XyloTron Holzarten identifiziert. Das Tool verwendet mathematische Modelle, um ein vergrößertes Bild des unbekannten Holzes mit seinem Katalog bekannter Holzsorten zu vergleichen.

Alex Wiedenhoeft, Forschungsbotaniker am Center for Wood Anatomy Research des Forest Products Lab, zeigt einen Feldführer, den er mitgestaltet hat, damit Menschen in anderen Ländern lokale Holzarten identifizieren können. Im Rahmen seiner Forschung trägt Wiedenhoeft fast täglich eine Lupe um den Hals.

Diese Palette mit geschnittenem Mahagonifurnier, die im Center for Wood Anatomy Research des Forest Products Lab ausgestellt ist, wurde nach Angaben des Forschungsbotanikers Alex Wiedenhoeft um 2012 von einem US-Zollbeamten in Detroit beschlagnahmt. Die Person, die versuchte, dieses Holz zu importieren, behauptete, es handele sich um eine andere Holzart und gab seinen Wert mit rund 9.000 US-Dollar an. Ein Zollbeamter stellte korrekt fest, dass es sich bei der Lieferung um Mahagoni handelte, das etwa 250.000 US-Dollar wert war und dessen Einfuhr illegal war, da es gefährdet ist. „Es hat den gleichen rechtlichen Status wie Elefantenelfenbein“, sagte Wiedenhoeft.

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Fotoregisseur

Wirtschafts- und Lokalwirtschaftsreporter