Wie „Super-Eis“ zum Baustoff werden könnte

Ein Flugzeugträger aus Eis: Was nach einer fantastischen Erfindung klingt, wurde im Zweiten Weltkrieg tatsächlich erwogen. Die britische Royal Navy experimentierte mit einem Gemisch aus Eis und Holzfasern, das unter dem Namen Pykrete bekannt wurde. Solange es gefroren blieb, galt das Material als erstaunlich widerstandsfähig. Ein künstlicher, verstärkter Eisberg sollte Flugzeugen als schwimmende Start- und Landebahn dienen. Steigende Kosten und andere, praktikablere Lösungen führten schließlich zum Ende des Vorhabens.

Mehr als acht Jahrzehnte später greift ein Forschungsteam unter Leitung der Hebräischen Universität Jerusalem den Grundgedanken wieder auf. Statt Holzfasern einfach in Wasser einzumischen und einzufrieren, verbinden die Wissenschaftler Eis und pflanzliche Bestandteile gezielt auf molekularer Ebene. Ihr neuer Verbundwerkstoff heißt BioPykrete. Wie David Nield bei ScienceAlert berichtet, ist er zehnmal fester als gewöhnliches Eis und kann vor dem Bruch 70-mal so viel Energie aufnehmen.

Das Geheimnis liegt in der Verbindung

Für BioPykrete ersetzen die Forschenden die größeren, ungeordneten Holzfasern des ursprünglichen Materials durch Zellulose-Nanokristalle. Zellulose verleiht Pflanzen ihre strukturelle Stabilität. In Form winziger Kristalle soll sie auch im Eis zur Verstärkung beitragen und die Ausbreitung von Rissen erschweren.

Entscheidend ist jedoch ein weiterer Bestandteil: ein eigens entwickeltes Protein namens CBM3a-AFPIII. Es kombiniert ein Antifrostprotein mit einem Modul, das an Kohlenhydrate bindet. Seine Aufgabe besteht darin, Eis und Zellulose-Nanokristalle zusammenzuhalten – gewissermaßen als molekularer Klebstoff.

Damit verändert sich nicht nur, wie viel Belastung das Eis aushält, sondern auch, wie es versagt. Der Biochemiker Ido Braslavsky erläutert, dass das Material nicht mehr einfach plötzlich zersplittert. Stattdessen kann es sich allmählich verformen und dabei deutlich mehr Energie aufnehmen. Die höhere Festigkeit und die größere Energieaufnahme vor dem Bruch beschreiben also zwei unterschiedliche Verbesserungen.

Bauen dort, wo die Kälte zum Alltag gehört

Einen neuen Flugzeugträger haben die Forschenden nicht im Sinn. Sie denken vielmehr an Bauvorhaben in abgelegenen, kalten Regionen wie der Arktis und Antarktis, wo herkömmliche Bauverfahren schwer umzusetzen sind. Ein Werkstoff, dessen Hauptbestandteile Eis und pflanzliche Zellulose sind, könnte dort eine Alternative für bestimmte Anwendungen bieten.

Hinzu kommt eine ökologische Perspektive: BioPykrete könnte ohne Beton oder Stahl auskommen, biologisch abbaubar sein und einen vergleichsweise kleinen CO₂-Fußabdruck haben. Das ist bislang eine Aussicht, kein Nachweis für die Umweltbilanz eines fertigen Bauprodukts. Nields Beitrag beschreibt einen möglichen künftigen Baustoff, nicht einen bereits erprobten Ersatz für herkömmliche Materialien.

Vom Laborversuch zum Bauwerk ist es noch weit

Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Colloids and Surfaces B: Biointerfaces veröffentlicht. Bislang handelt es sich um einen Machbarkeitsnachweis im kleinen Maßstab. Bevor BioPykrete praktisch eingesetzt werden kann, muss untersucht werden, wie es sich über längere Zeit und unter wechselnden Bedingungen verhält. Auch die Ausbreitung von Rissen wollen die Forschenden genauer analysieren, um die vermuteten Verstärkungsmechanismen zu überprüfen.

Gleichzeitig sehen sie Spielraum für weitere Verbesserungen. Angepasste Gefrierverfahren und neue Varianten des verbindenden Proteins könnten noch leistungsfähigere Verbundwerkstoffe ermöglichen. Das eigentlich Neue ist deshalb nicht allein das festere Eis, sondern die gezielte Verbindung zweier Materialien mithilfe eines maßgeschneiderten Proteins. Aus einer ungewöhnlichen Kriegsidee wird so ein biotechnologischer Forschungsansatz – mit möglichen Anwendungen im Bauwesen und darüber hinaus.

Nach dem Beitrag von David Nield, erschienen am 11. Oktober 2026 bei ScienceAlert.