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Was ist der Lotuseffekt?

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Team Realfilm
Was ist der Lotuseffekt?
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Grundlagen zum Thema Was ist der Lotuseffekt?

Inhalt

Was ist der Lotuseffekt? – Biologie

Unter dem Lotuseffekt versteht man per Definition die geringe Benetzbarkeit einer Oberfläche, also eine wasser- und schmutzabweisende Eigenschaft. Einfach erklärt ist der Lotuseffekt die Fähigkeit einer Oberfläche, sich selbst von Schmutz zu reinigen.

Entdeckung und Forschungsgeschichte des Lotuseffekts

In den 1970er-Jahren entdeckte der Botaniker Wilhelm Barthlott, dass sich auf einigen Pflanzenblättern mit der Zeit Staub ansammelt, andere Pflanzen jedoch immer sauber sind. Die bekannteste dieser Pflanzenarten ist die Lotusblume. Dieser verdankt der Lotuseffekt auch seinen Namen.
Wilhelm Barthlott untersuchte die Pflanzenblätter mithilfe der Elektronenmikroskopie und konnte dadurch die physikalischen Grundlagen des Effekts erstmals erklären.
Viele Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, vor allem aus den Bereichen der Physik und Materialwissenschaften, haben sich seither intensiv mit dem Lotuseffekt auseinandergesetzt, da seine technische Anwendung für viele Bereiche interessant ist. Er ist außerdem ein Klassiker der Bionik, bei der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler versuchen, Erkenntnisse aus der Biologie auf die Technik zu übertragen.

Wie funktioniert der Lotuseffekt?

Pflanzen, die den Lotuseffekt in ihrer Evolution ausgebildet haben, besitzen auf der Oberfläche ihrer Blätter feine, hydrophobe Wachsnoppen, die aus Wachskristallen bestehen. Trifft nun ein Wassertropfen oder ein Schmutzpartikel auf ihre Blattoberfläche, liegen diese nur auf den Spitzen dieser Wachskristalle auf. Der größte Teil der Tropfenoberfläche grenzt dabei also an Luft. Die dabei wirkenden Adhäsionskräfte, also das Anheftungsvermögen, zwischen dem Wasser/Schmutz und der Blattoberfläche bleiben so sehr klein.

Lotusblatt im Detail

Das Wasser haftet nicht auf dem Blatt, sondern rollt in Tropfen rückstandsfrei ab und nimmt dabei auch noch allfällige Schmutzpartikel mit. Diese Tricks der Lotuspflanze bewirken, dass ihre Blätter immer sauber sind und somit die Fotosynthese nicht behindert wird. Außerdem hilft dieser Selbstreinigungseffekt der Pflanze auch beim Schutz gegen Krankheitserreger.

Der Lotuseffekt

Beispiele und Verwendungen des Lotuseffekts

Aber wo findest du den Lotuseffekt im Alltag? Den Lotuseffekt benutzt man heute in vielen verschiedenen Bereichen. Im Folgenden schauen wir uns die Alltagsanwendungen und die technischen Anwendungen des Lotuseffekts an. Hier ein paar Beispiele zum Lotuseffekt:

  • Fassadenfarben
  • Glas- und Keramikbeschichtungen
  • Dachziegel
  • Flugzeugoberflächen
  • Karosserien

Zusammenfassung – Lotuseffekt

Nun weißt du, was die Funktion des Lotuseffekts ist und wie er entdeckt wurde. Außerdem kennst du die Vorteile des Lotuseffekts und kannst Beispiele für seine Anwendungen nennen.
Wenn du dein Wissen testen willst, haben wir einige Übungen zum Lotuseffekt für dich vorbereitet. Viel Spaß!

Transkript Was ist der Lotuseffekt?

Für einen Astronauten kann Staub zu einem echten Problem werden. Kosmischer Staub hat eine sehr raue Oberfläche und kann sich durch Raumanzüge schneiden oder die Ausrüstung beschädigen. Aber eine Lösung für dieses Problem aus den Weiten des Weltraums findet sich vielleicht hier auf der Erde: die Lotusblume. Ihre Blätter mögen gewöhnlich aussehen, sie besitzen aber eine ganz besondere Eigenschaft: Staub oder Schmutz und sogar Wasser bleiben nicht an ihnen haften. Sie scheinen diese Stoffe abzuweisen. Auf den ersten Blick wirkt ein Lotusblatt ganz glatt, aber unter dem Mikroskop sieht man, dass das nicht so ist. Seine Oberfläche ist von feinen Härchen bedeckt. Diese Haare halten Wasser und Schmutz davon ab, mit dem Blatt in Berührung zu kommen und sich daran festzusetzen. Die Lotosblume hält sich also auf ganz natürliche Weise sauber, indem sie Schmutz und Wasser abweist. Das nennt man den „Lotuseffekt“. Wissenschaftler haben diese Idee übertragen und ein Material entwickelt, das die gleiche abweisende Eigenschaft besitzt. Dieser Kunststoff kann auf verschiedenen Gegenständen angewendet werden. Die Fliese auf der linken Seite wurde mit dem Kunststoff besprüht. Die besprühte Fliese weist den Staub ab, an der Fliese auf der rechten Seite bleibt er haften. Bald könnte der Lotuseffekt Astronauten, Mondfahrzeuge und sogar Raumschiffe vor den Gefahren des kosmischen Staubs schützen. Hier auf der Erde könnte man ihn nutzen, um unsere Kleidung sauber und trocken zu halten. Wissenschaftler haben eines der Geheimnisse der Natur gelüftet und so einen Kunststoff mit ganz erstaunlichen Eigenschaften entwickelt.

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