Lotusblüteneffekt
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Der Lotusblüteneffekt (auch Lotus-Effekt genannt) stammt sowohl aus dem Tier- und Pflanzenbereich als auch aus der Bionik nach Wilhelm Barthlott. Der Effekt beschreibt eine selbstreinigende Oberfläche, die wir Menschen uns aus der Natur abgeschaut haben, um diesen in unseren Alltag einzubauen.
Dabei geht es darum, dass Oberflächen so beschaffen sind, dass Flüssigkeiten daran abperlen und dabei Schmutz aufnehmen, sodass die Oberflächen von selbst gereinigt werden.
Geschichte
Bereits Mitte der 70er-Jahre wurde die Wirkungsweise dieses mikro-nanostrukturierten Oberflächeneffekts von Barthlott entdeckt und gezielt untersucht beziehungsweise geforscht. Er entdeckte, dass Pflanzen mit einer rauen Blattoberfläche stets sauber und die mit einer glatten Oberfläche schmutzig sind. Diesen Effekt konnte er nicht nur beim indischen Lotus (Nelumbo nucifera) erkennen, sondern auch bei Kohl und Kapuzinerkresse.
Nachdem diese natürlichen Prozesse verstanden waren, konnte der biologische Vorgang auf bionische Produkte abstrahiert und so technisch erzeugt werden. So kam es, dass 1998 die beiden Botaniker Barthlott und Neinhuis den Lotusblüteneffekt zum Patent anmeldeten.
Wissenschaftliche Erklärung
Der Lotusblüteneffekt basiert sowohl auf der mikro- und nanostrukturierten Oberfläche als auch auf der wasserabweisenden Eigenschaft der Kutikula (äußere Wachsschicht der Pflanze). Die Pflanzen besitzen Noppen auf den Blättern, die mit einer Wachsschicht überzogen sind. So hat ein Wassertropfen nur an wenigen Stellen Kontakt zu der Blattoberfläche und wird durch die Oberflächenspannung zwangsweise dazu genötigt eine Kugelform anzunehmen.
Die Wasserkugel perlt ab und nimmt dabei sämtliche Schmutzpartikel mit. Selbst solche Partikel, die nicht in Wasser löslich sind, werden weggespült, da sie aufgrund des Nagelbretteffekts mehr Haftung zu dem Wassertropfen als zur wachshaltigen Blattoberfläche haben. Wasserlösliche Schmutzpartikel lösen sich mit Hilfe des Wassertropfens und werden so abgespült.
Verwendung
Seit der Entdeckung des Lotuseffekts haben viele Physiker und Materialwissenschaftler an dem Phänomen geforscht und Anwendungsmöglichkeiten gefunden. Schon die erste Produktion des Fassadenfarbe Lotusan®, die mit dem Lotuseffekt ausgestattet wurde, trug Früchte und wurde von vielen Verbrauchern wertgeschätzt. Daraufhin haben Entwickler immer mehr Produkte mit der besonderen Eigenschaft ausgestattet. So finden wir heutzutage bei unterschiedlichsten Produkten eine Nachahmung der Lotusblume.
Mittlerweile werden Zelte, Segel, Bekleidung, Gläser oder auch Hausfassaden mit der schmutz- und wasserabweisenden Eigenschaft ausgestattet. 2005 gelang es einem Textilunternehmen aus der Schweiz, erstmals Textilien zu entwickeln, die diese Funktion beinhalten. So perlen selbst stark haftende und intensiv verfärbende Flüssigkeiten wie Rotwein oder Senf von der Oberfläche der Textilie ab.