Het is hout, het is brandwerend en het is sterker dan staal…

Zelfs kogelvrij

InventWood is een Amerikaanse start-up die nieuwe materialen ontwikkelt met het oog op toepassingen in onder meer de bouwsector. Het bedrijf beweert dat het op een dag stalen I-balken in het skelet van een gebouw zou kunnen vervangen door een nieuw materiaal dat minstens even sterk is en zelfs slagvast genoeg is voor kogelvrije deuren. Superwood is ook brandwerend: de buitenkant verkoolt op een manier die de binnenkant beschermt, en het zal bij brand niet doorhangen zoals staal. Het gemodificeerde hout is volgens Christopher Mims, journalist van The Wall Street Journal, verbazingwekkend sterk en licht. “Ik kan gemakkelijk een 3 mm dikke dennenplank doormidden breken, maar een plaat Superwood met dezelfde afmetingen buigt slechts lichtjes, hoe hard ik ook mijn best doe. Een 30 cm lange stok van slechts 1,3 cm dik was zo stijf dat ik hem helemaal niet kon buigen.”

Wanneer Superwood ook bij ons in de handel komt, is wellicht niet meteen voor morgen. InventWood is pas afgelopen zomer met de productie op industriële schaal van start gegaan. Het bedrijf zegt dat klanten het voor ongeveer dezelfde prijs kunnen kopen als hoogwaardige gevelbekleding of tropisch hardhout.

Houten wolkenkrabbers

“Engineered” of gemodificeerd hout is momenteel erg in trek. De industrie gebruikt bijvoorbeeld al lang restanten van OSB-platen om nieuwe materialen te ontwikkelen en gelooft echt in de toekomst van de technologie. Houtgigant Weyerhaeuser is net begonnen met de bouw van een fabriek van 500 miljoen dollar in Arkansas om ‘TimberStrand’ te produceren, dat ook wordt gemaakt van restanten, maar sterker zou zijn dan conventioneel hout. InventWood zelf maakt gebruik van de expertise van de industrie: de fabrieksmanager van het bedrijf is afkomstig van Weyerhaeuser. “Sommige bouwbedrijven gebruiken kruislings gelamineerd hout (CLT of cross laminated timber) om kleinere stalen of betonnen constructie-elementen te vervangen”, schrijft Christopher Mims. “Dit heeft geleid tot houten wolkenkrabbers en zelfs een luchthaventerminal van 2 miljard dollar in Portland, Oregon.” Volgens Caitlin Mueller, directeur van het Building Technology-programma aan het Massachusetts Institute of Technology, is de ontwikkeling naar steeds grotere houten gebouwen afhankelijk van het aanpassen van bouwvoorschriften en het overtuigen van mensen dat ze niet in vlammen zullen opgaan. “Goed ontworpen, technisch vervaardigde houten gebouwen zijn relatief veilig bij brand. Traditionele houtskeletbouw, met dunne planken en gemakkelijke toegang tot zuurstof, is dat niet. De makers staan wel voor een uitdaging: hoewel Superwood veel stijver is dan gewoon hout, is het nog steeds niet zo stijf als staal of beton, dus moeten gebouwen zo worden ontworpen dat ze niet te veel buigen.”

Moleculair niveau

Liangbing Hu, naar verluidt ‘de Willy Wonka van het bewerkte hout, is de voormalige directeur van het Center for Materials Innovation aan de Universiteit van Maryland en nu professor aan Yale. Destijds vond hij zowel transparant hout uit dat als plastic kan worden gevormd als hout dat stuitert als een rubberen bal. Al zijn uitvindingen hadden te maken met het manipuleren van hout op moleculair niveau. In 2018 maakten Hu en zijn collega's furore onder materiaalwetenschappers toen ze de technologie achter Superwood presenteerden in een artikel in Nature. Om Superwood te maken, begonnen ze met het koken en chemisch behandelen van het hout. Vervolgens persten ze het samen, waardoor een standaard plank een kwart van zijn dikte verloor. Hu ontdekte dat dit proces de cellulosevezels dichter bij elkaar bracht en de kanalen die het circulatiesysteem van een boom vormen, deed instorten.

Het geloof in Superwood

Na de eerste opwinding schreven de meesten Superwood af als een curiositeit. Alex Lau, vandaag algemeen directeur van InventWood, deed dat niet. Hij nam contact op met Hu en hielp InventWood in 2021 commercieel te lanceren. De start-up kreeg het jaar daarop een subsidie van 20 miljoen dollar van het Ministerie van Energie en heeft ook 30 miljoen dollar aan financiering ontvangen van verschillende investeerders. Vandaag kan InventWood gebruikmaken van een productiefaciliteit van 8.361 vierkante meter, en er zijn al plannen voor een nieuwe faciliteit die drie keer zo groot is. Details over het precieze proces zijn niet bekend. “Tijdens een recente rondleiding door de bijna voltooide fabriek heb ik het hele proces van begin tot eind gezien”, aldus Christopher Mims. “Het bedrijf vroeg me om geen details te onthullen over hoe het Superwood maakt, uit angst dat bedrijven in het buitenland – Lau wilde niet zeggen waar, maar het was duidelijk China – hun proces zouden kopiëren.” Met het oog op winstgevendheid zal InventWood Superwood in eerste instantie op de markt brengen als gevelbekleding, waarvoor minimale certificering vereist is. Het kan echter ook worden gebruikt als terrasplanken – het heeft een lange levensduur en is even weerbestendig als tropisch hardhout – en als schutting en raamkozijnen.

Meer dan bouwmateriaal

Om vast te stellen dat Superwood kan worden gebruikt als constructie-element in gebouwen, is certificering door de partners van het bedrijf nodig, waaronder bouwers en architecten. “Er zijn ook nieuwe bouwprocessen nodig, omdat het materiaal sterk genoeg is om de stalen verbindingen te vervangen die gebruikelijk zijn in constructies van bewerkt hout. Toekomstige gebouwen zouden kunnen worden gebouwd met oude technieken, bijvoorbeeld met pennen van Superwood die in balken van hetzelfde materiaal worden geslagen”, aldus Alex Lau. De toepassingen reiken verder dan de bouw. Superwood is vergelijkbaar met koolstofvezel, maar minder broos, en koolstofvezel wordt al gebruikt in allerlei producten, van sportuitrusting en tennisschoenen tot raceauto's en vliegtuigen. “In een toekomst met eVTOL's, ook bekend als “vliegende auto's”, zou er vraag kunnen zijn naar een materiaal als Superwood”, besluit Lau. “Of misschien wel een laptop of smartphone van diepgekleurd, extra sterk hout? Het bewerken ervan vereist nieuwe technieken, maar die zijn niet ondenkbaar.”