ARTE | Archiméde

	29. Juni 1999

Der Lotuseffekt

Die Lotusblume wird in Asien als heilig verehrt. Bereits Sanskrittexte aus dem 8. Jahrhundert berichten von der erstaunlichen Tatsache, daß die Blätter der Lotusblume auch aus schlammigen Tümpeln stets makellos sauber auftauchen. Sie gilt als Symbol der Reinheit. Das hat nicht nur mit der Schönheit ihrer Blüten zu tun, sondern vor allem mit den Eigenschaften ihrer schildförmigen Blätter.

Der Wissenschaftler Wilhelm Barthlott vom botansichen Institut der Universität Bonn machte vor kurzem eine simple, aber geniale Entdeckung: er löste das Geheimnis der Selbstreinigung der Lotusblätter. Ursprünglich wollte er anhand der Oberflächenstruktur von Blättern Verwandschaftsbeziehungen im Pflanzenreich feststellen. Dabei entdeckte er, daß manche Pflanzen im Gewächshaus stark verschmutzt waren. Andere ließen sich mit einem Wasserstrahl einfach reinigen.

Wilhelm Barthlott
Solche selbstreinigenden, mikrostrukturierten Oberflächen sind unglaublich weit verbreitet in der belebten Natur. Unsere künstlichen Oberflächen - Tische, Brillengläser, Fußböden, Autos - sind immer glatt. Blätter, Schmetterlingsflügel, unsere eigenen Haare sind mikrostrukturiert. Es ist eine prinzipielle Eigenschaft von Lebewesen, die Schmutz und gelegentlich Regen ausgestetzt sind.

Er erkannte, daß wenige millionstel Meter hohe Unebenheiten Wasser und Schmutz ablaufen lassen. Damit brach er mit dem bisher gültigen Dogma, daß, je glatter eine Oberfläche, umso leichter sie zu reinigen sei. Der Selbstreinigungsprozeß leistet Gewaltiges: nicht nur Staub und Ruß werden durch ein paar Tropfen Wasser rückstandsfrei entfernt. Selbst der rote Farbstoff "Sudan drei", mit dem Geldscheine markiert werden und der Dieben wochenlang an den Fingern haftet, perlt hier ab ohne Spuren zu hinterlassen. Nicht einmal wasserlöslicher Klebstoff kann sich auf den Blättern halten.

Die Struktur, die den Lotuseffekt ausmacht, ist mit bloßem Auge nicht erkennbar. Unter dem Rasterelektronenmikroskop kann man sogar den Körper einer Ameise bis ins kleinste Detail erforschen. Doch im Vergleich zu der molekularen Gebirgslandschaft, die Wasser und Schmutz abperlen läßt, ist selbst sie ein Gigant. Daß ausgerechnet diese winzigen Unebenheiten den Lotuseffekt ausmachen, wollten andere Wissenschaftler jahrzehntelang nicht wahrhaben.

Wilhelm Barthlott
Unsere Ergebnisse widersprechen der üblichen Anschauung: glatt ist gleich sauber. Das ist doch unsere Philosophie. Und das hat dazu geführt, daß allein der Versuch, das zu publizieren, mehrfach abgelehnt wurde. 'Der Lotuseffekt existiert nur in der Phantasie der Autoren', hat einer der Gutachter geschrieben. Und entsprechend schwierig waren auch ein Teil der Gespräche mit der Industrie. Noch dazu, daß diese Ergebnisse eines wichtigen physikalischen Effekts durch einen Botaniker präsentiert werden, der in Physik dilettiert - das kann doch gar nicht seriös sein. Aber die Realität hat uns das jeden Tag wieder bestätigt.

Wilhelm Barthlott und sein Team haben trotz aller Widerstände erste technische Anwendungen entwickelt. Schalen, die sich rückstandsfrei entleeren lassen. Die Wissenschaftler kopierten die Natur nicht, sie übertrafen sie sogar. Selbst ölhaltige Substanzen und Honig haften nicht auf den Oberflächen. Eines der ersten Produkte mit Lotuseffekt, das auf den Markt kommen soll, ist eine Wandfarbe für Fassaden. Ein Wasserstrahl genügt, um die verschmutzte Fassade wieder in makellosem Weiß erstahlen zu lassen. Ein weiteres Anwendungsgebiet sind Lacke. Man würde Tonnen von Reinigungmitteln sparen, wenn Flugzeuge und Autos nur mit reinem Wasser gewaschen werden könnten. Außerdem sorgt der Lotuseffekt für mehr Sicherheit. Flugzeuge würden nicht mehr vereisen. Der Lotuseffekt: kleine Ursache mit großer Wirkung.

Kontakt: Prof.Dr. Wilhelm Barthlott
Botanisches Institut der Universität Bonn
Tel: 0228-732526 Fax: 0228-733120
barthlott@uni-bonn.de
http://www.botanik.uni-bonn.de/biodiv/bionik.htm


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