Wie funktioniert der Lotoseffekt?

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Die Lotosblume wird in Asien als heilig verehrt: Nicht nur ihrer schönen Blüte wegen gilt sie als Symbol der Reinheit. Es gelingt ihr, sich immer makellos sauber zu präsentieren. Jeglicher Schmutz ist chancenlos, denn schon ein kleiner
Regenschauer bringt alles wieder ins Reine. Auch extrem gut haftendes Farbpulver wird vom Wasser einfach weggespült, nicht einmal Klebstoff bleibt an der Oberfläche haften.

Ein Blick durchs Mikroskop enthüllt das Geheimnis der Pflanze und zeigt, warum das Lotosblatt immer als Saubermann dasteht: Geradezu riesenhaft erscheint eine Ameise gegenüber den winzigen Erhebungen auf der Blattoberfläche. Die Noppenstruktur verhindert, dass Wasser und Schmutz haften bleiben. Eine dünne Wachsschicht verstärkt noch den Effekt. Diese Entdeckung widerlegte den Glauben, glatte Oberflächen seien besser zu reinigen als raue.

Auch Kapuzinerkresse hat eine Lotosstruktur und bleibt sauber, während sich auf glattem Glas Schmutzpartikel anlagern. Wenn es in Zukunft gelingt, Glasfassaden mit Lotoseffekt herzustellen, lassen sich eine Menge Reinigungskosten einsparen. Solarzellen auf Hausdächern bekämen stets ungetrübtes Licht und Flugzeuge
müssten nicht mehr aufwendig gereinigt werden.

Forschungslabors arbeiten deshalb intensiv daran, Oberflächen nach dem Vorbild der Natur zu entwickeln. Die ersten Produkte gibt es bereits zu kaufen. Selbstreinigende Dachziegel und eine Fassadenfarbe mit Lotoseffekt sollen unsere Häuser dauerhaft sauber halten. Autobesitzer die jetzt leuchtende Augen bekommen, werden enttäuscht. Lotosoberflächen sind matt, und wer glänzendes Blech will, wird wohl weiterhin selbst Hand anlegen müssen. Die Blätter vieler Pflanzen sind mit einer wasserabweisenden, wachsartigen Schicht überzogen, von der Regentropfen abperlen und den Schmutz mitnehmen. Diese Selbstreinigung der Pflanzen, Lotos-Effekt genannt, ist dafür verantwortlich, dass Pflanzenschutzmittel nur zur Hälfte aufgenommen werden. Die anderen 50 Prozent werden einfach in den Boden gespült und belasten damit die Umwelt. Französischen Forschern um Vance Bergeron von Rhodia Researches ist es jetzt gelungen, durch Zugabe von Polyethylenoxid zu verhindern, dass die Tröpfchen abperlen. Der Stoff scheint die Flüssigkeit an die Blattoberfläche regelrecht zu ketten. Tests bestätigen, dass
dadurch nur noch halb so viel Pflanzenschutzmittel notwendig ist.

Lotuseffekt imitiert

Wasserabweisender Film für Oberflächen.

Ein Forscher-Team um Toshiya Watanabe von der University of Tokyo hat einen künstlichen wasserabweisenden Film entwickelt, der die Selbstreinigungsfähigkeiten der Lotosblätter imitiert. In Zukunft soll dieser Film saubere Auslagenfenster, Windschutzscheiben und industrielle Oberflächen ermöglichen. Der neue Film verfügt über eine ähnliche Selbstreinigungsfähigkeit wie das Lotosblatt. Die Wissenschaftler wissen allerdings nicht bis ins letzte Detail, warum das so ist. Mischt man Titanoxid in den Film, verändert sich der Zeitpunkt, an dem sich die ersten Flecken bilden. Eine mögliche Erklärung könnte sein, dass Titanoxid unter ultraviolettem Licht mit Schmutzpartikeln reagiert. Die Antwort scheint in der Konzentration des Titanoxids zu liegen. Für einen Test bedeckte das Team Glasplatten mit Filmen, die verschiedene Mengen an Titaniumoxid enthielten. Die Platten wurden für zwei Monate auf dem Dach eines Tokioter Gebäudes Umwelteinflüssen ausgesetzt. Bei einem Anteil von 20 Prozent Titanoxid bildeten sich rasch Flecken. Der Film mit einem nur zweiprozentigen Anteil blieb sauber und wasserabweisend und schnitt deutlich besser ab als die Filme ohne Titanoxid.