Der Flur erscheint noch normal, aber schon die Küchentür hat ziemlich ungewöhnliche Klinken: Außen greift man auf Metall, innen auf Holz. "Das ist unser antimikrobielles Eichenholz", erklärt Tanja Zimmermann, "keinerlei Viren, Bakterien oder Pilze können darauf wachsen." Die Metallklinke dient der Kontrolle, dort hat der Handschweiß nach der Küchenarbeit ein Mikroben-Gewimmel entfacht.

Auch das Türblatt ist aus ganz besonderem, etwas weißlichem Holz. Selbst wenn es beim Kochen von einer Stichflamme erwischt würde, brennen kann es praktisch nicht. "Wir haben mit einer chemischen Reaktion Kalk tief in die Zellwandstruktur eingebracht und das Holz schwer entflammbar gemacht", sagt Zimmermann. Die Holzwissenschaftlerin war bis vor Kurzem Leiterin der Abteilung für angewandte Holzforschung an der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) in Zürich. Inzwischen ist sie dort Chefin für alle Aktivitäten rund um sogenannte funktionale Materialien.

Vision Wood heißt die holztechnisch aufgerüstete Versuchswohnung in einem futuristisch anmutenden Gebäude auf dem Empa-Gelände. Vieles von dem, was Zimmermann an der Empa und ihre Kollegen an der benachbarten technischen Hochschule ETH im Labor entwickeln, wird hier zum ersten Mal auf seine Praxistauglichkeit getestet. Zwei Doktoranden leben in der Versuchswohnung und dokumentieren ihre Erfahrungen mit den neuen Materialien.

Zum Beispiel mit dem hydrophoben Holz. Die Duschwand und das Waschbecken im Bad wurden daraus gefertigt. Auch nach einem Jahr sind in den Ecken weder Schimmel noch schwarze Ränder zu sehen. Dabei ist das wasserabweisende Buchenholz an der Oberfläche unbehandelt, die Zusatzfunktion versteckt sich in einer feinen Metalloxidschicht darunter. "Der Trick ist, dass wir das Metall so fest in den Holzzellen verankern, dass es nicht abgewaschen werden kann", sagt Zimmermann.

Eine Variation dieser Technik macht das Holz magnetisch. Dafür sorgen Eisenoxidpartikel, die sich in Faserrichtung anordnen. Ein kleines Küchenmesser bleibt direkt an der Holzplatte über dem Herd hängen. Jod, das für dauerhaft keimfreies Holz sorgt, wird über ein Enzym fest in der Oberfläche verankert. Oder das Holz wird mit Kunststoffeinlagerungen zwischen den Zellwänden omniphob, sowohl Wasser als auch Öl perlen dann von ihm ab. Im Unterschied zu einer Behandlung mit Lack oder chemischen Holzschutzmitteln kann nichts abreiben oder aufplatzen. Das funktionale Holz lässt sich ganz normal verarbeiten, und seine besonderen Eigenschaften bleiben auf Dauer erhalten. Und weil alle eingebrachten Stoffe ungiftig sind, kann man es am Ende seiner Lebenszeit problemlos recyceln oder verbrennen.

In den vergangenen fünf Jahren hat die Schweiz umgerechnet 15 Millionen Euro in ein nationales Forschungsprogramm investiert, das die industrielle Verwendung von Holz befördern soll. Zwar ist Holz schon in unbehandeltem Zustand fest und doch flexibel, lässt sich relativ einfach bearbeiten, trägt zu einem angenehmen Raumklima bei, strahlt Gemütlichkeit aus, ist ein nachwachsender, klimaneutraler und in großen Mengen verfügbarer Rohstoff. Als Naturmaterial hat Holz allerdings – anders als Metall, Beton oder Kunststoff – keine standardisierten Eigenschaften. Jeder Baum ist anders. Das macht den Einsatz in der Architektur zu einer anspruchsvollen Aufgabe.

Wie sie gelöst werden kann, demonstriert Andrea Frangi in der Bauhalle auf dem Zürcher ETH-Campus. Der Holzingenieur führt zu einer langen Reihe aufgebockter Buchenplatten. Sie bestehen aus über einem Dutzend kreuzweise verleimter Furniere. Die Oberfläche ist nicht glatt, sondern mit den unterschiedlichsten Auskerbungen versehen. Auf der Baustelle dienen die Platten als Schalung für Wände und Geschossdecken. Der flüssige Beton dringt in die ausgefrästen Kerben und bildet so eine feste Verbindung mit dem Holz. Wenn der Beton ausgehärtet ist, wird die Schalung nicht wie sonst üblich entfernt. Ihre glatte Rückseite bleibt sichtbar – als Holzwand oder -decke. "Das Holz ist sehr formstabil, und das Gewicht ist gegenüber normalem Stahlbeton auf die Hälfte reduziert", sagt Frangi.

"Der Bausektor ist träge, konservativ und langsam"

Jede der Holz-Beton-Platten hat exakt definierte Eigenschaften. Wie tragfähig, zugfest und verformbar sie ist, steht im zugehörigen Datenblatt. Eine solche Normierung des Naturmaterials Holz ist die Voraussetzung für seine industrielle Verwendung. "Die Anwendung auf der Baustelle ist dann wirklich trivial", sagt Frangi, "das könnte eine Massenproduktion werden. Doch der Bausektor ist träge, konservativ und langsam."

Die Zurückhaltung hat aber auch damit zu tun, dass die Verbundplatten noch teurer sind als eine klassische Stahlbetondecke. Deshalb suchen die Holzwissenschaftler an der ETH nach einer leichteren und billigeren Konstruktion.

Für die Versuchswohnung Vision Wood wurde überhaupt kein Beton eingesetzt. Die tragende Konstruktion besteht auch nicht, wie bei Holzhäusern ansonsten üblich, aus Fichte, sondern aus Buchenbrettsperrholz. "Buche ist eine unternutzte Holzart", sagt Tanja Zimmermann. In ganz Europa kommt sie zu 18 Prozent in den Wäldern vor, doch ein Großteil des Buchenholzes wird einfach verbrannt. Dabei habe das Holz des Laubbaums viele Vorteile: "Die mechanischen Eigenschaften sind besser als bei Fichte, man kann dünner und schlanker dimensionieren."

Es gibt allerdings ein Problem: Buchenholz ist nicht witterungsbeständig, bei wechselnder Temperatur und Feuchtigkeit verzieht es sich leicht und reißt auf. In der Versuchswohnung ist das bisher nicht passiert. Das Holz bewegt sich fast nur quer zur Faser- und Wachstumsrichtung. "Hier kann es das aber nicht", erklärt Zimmermann. Denn die tragenden Elemente bestehen nicht aus Vollholz, sondern aus mehreren Schichten kreuzweise verleimter Sperrholzplatten. Wenn sich das Holz einer Schicht ausdehnen will, dann wird es von den darüber- und darunterliegenden, um 90 Grad gedrehten Schichten gestoppt. An der Fassade wurde das Buchenholz zusätzlich mit einer Mischung aus feinsten Zellulosefasern und Zinkoxid behandelt, um es möglichst unempfindlich gegen die UV-Strahlung der Sonne zu machen.

Dutzende neue Holzmaterialien und -bearbeitungsverfahren sind in den vergangenen Jahren in den Schweizer Laboren entstanden. Tanja Zimmermann, Andrea Frangi und ihre Kollegen haben die Kieselsäure im Silikon durch Zellulose ersetzt, sie haben Holz elektrisch leitend gemacht, mit Sägemehl als Sandersatz einen besonders leichten Beton geschaffen, sie haben aus Zellulose Filtermembrane, Schwämme und Barrierepapiere hergestellt, die Wasser von Schwermetallen, Öl und Pestiziden reinigen und das Aluminium in Getränkekartons ersetzen können. In einem 3-D-Drucker entstanden aus Zellulose Bandscheiben-Gel und künstliche Knorpel. Und sie haben Schweizer Bergahorn mit Hitze und Druck so weit verdichtet, dass er die Härte und Feuchtigkeitsbeständigkeit eines Tropenholzes bekommt.

Unter dem Namen Swiss Ebony versucht sich ein Start-up an der Vermarktung des künstlichen Ebenholzes für Saitenhalter und Griffbretter hochwertiger Streichinstrumente. Der Klang steht dem Original nicht nach und kann durch kleine Variationen im Herstellungsprozess sogar den Wünschen der einzelnen Musiker angepasst werden. Doch obwohl das Kunstprodukt billiger ist als echtes Tropenholz, hat sich bisher noch kein Investor gefunden, der es im größeren Stil auf den Markt bringen will.

Das gilt auch für all die anderen Hightech-Holzprodukte aus den Schweizer Laboren. Frustriert sei sie trotzdem nicht, versichert die Holzforscherin Tanja Zimmermann. "Das braucht einfach unglaublich viel Zeit", sagt sie, "aber wenn ich in 15 Jahren pensioniert werde, dann hoffe ich, dass das ein oder andere Material im Alltag angekommen ist."