Festigkeit von Papier wird geprüft

Grafik einer Papierfaser

Der perfekte Papiersack ist möglichst dünn und hält dennoch, was er halten muss: Unsere Einkäufe, Baustoffe wie Zement oder auch Tierfutter. "Papier ist ein unglaublich vielfältig einsetzbarer Werkstoff", weiß Robert Schennach, der das neue Christian Doppler (CD)-Labor für oberflächenphysikalische und chemische Grundlagen der Papierfestigkeit leitet. Die Wissenschaftler setzen daher einen klaren Fokus und untersuchen in erster Linie so genannte Sackpapiere.

"Jedes Papier besteht aus einem dichten Netzwerk von pflanzlichen Fasern. Über die Bindungsmechanismen zwischen diesen Zellulosefasern wissen wir in der Forschung bis heute nur wenig", erläutert der Chemiker. "Wir wollen mit unserer Arbeit Wege aufzeigen, wie die Qualität verschiedener Sackpapierprodukte durch verbessertes Wissen über die Struktur des Materials erhöht werden kann."

Um neues Grundlagenwissen zu den Eigenschaften von Papier mit nutzbaren Ergebnissen für die Praxis zu erhalten, betrachten die Wissenschafter das Material aus unterschiedlichen Blickwinkeln: Am Institut für Physik der Montanuniversität Leoben untersuchen Forscher einzelne Papierfasern unter dem Rasterkraftmikroskop, das Oberflächen im Nanometerbereich abtastet.

Forscher des Instituts für Papier-, Zellstoff- und Fasertechnik der TU Graz nutzen eine selbst entwickelte Methode, mit der sie ein dreidimensionales Modell von Fasernetzwerken erstellen können: Sie gießen die Fasern in Harz ein, das sie in hauchdünne Scheiben schneiden und unter dem Mikroskop digital fotografieren. Aus den Bildern dieser Serienschnitte berechnen und analysieren die Wissenschafter mittels Bildverarbeitung die dreidimensionale Struktur der Faserverbindung.

CD-Laborleiter Schennach nimmt am Institut für Festkörperphysik der TU Graz die Struktur der Fasern über Infrarotspektroskopie "unter die Lupe": Dieses Verfahren liefert mit Hilfe von infrarotem Licht Information über die Oberflächenchemie eines Stoffs.

COMPAMED.de; Quelle: Technische Universität Graz