Lotus Effekt

Lotus-Effekt: Blätter, die im Regen trocken bleiben

Die vorliegenden Texte, Bilder und Filme entstanden im Rahmen des Kurses „Bau und Entwicklung der Landpflanzen“ (WS05/06) am Institut für Syst. Botanik der Universität Zürich. Sie sind Teil des Web-Fensters „Pflanzen von nah gesehen“ des Botanischen Gartens der Universität Zürich. Ausgeführt wurde das Projekt „Lotus-Effekt“ von Jelena Bütler & Christoph Quinter. Bild- und Textmaterial dieser Website darf für nicht kommerzielle Zwecke bei Angabe der Quelle weiter verwendet werden. Die Nahaufnahmen mit dem Rasterelektronenmikroskop (REM) wurden für dieses Projekt am Institut für Pflanzenbiologie (ebenfalls Universität Zürich) hergestellt. Kontaktperson für die Beantwortung von Fragen: Rolf Rutishauser.

Was bedeutet „Lotus-Effekt“?

Der Lotus-Effekt ist eine Jahrtausend alte Erfindung der Natur. Die Heilige Lotusblume (Nelumbo nucifera) gilt in den asiatischen Religionen als Symbol der Reinheit: Makellos sauber entfalten sich die Blätter aus dem Schlamm der Gewässer. Dieses Phänomen wurde im Detail untersucht. Der Lotus-Effekt bezieht sich auf die äußerst geringe Benetzbarkeit und hohe Selbstreinigung biologischer Oberflächen. Nach jedem Regen präsentieren sich die Blätter der Lotuspflanze sofort wieder sauber und trocken. Sie sind nicht mit Wasser benetzbar – aufliegende Schmutzpartikel perlen mit dem Regen ab. Auch andere Pflanzen, wie beispielsweise Kapuzinerkresse, Kohl, Taro, Tulpe und Banane zeigen diesen Effekt.

Der wichtigste Grund für den Lotus-Effekt in der Natur ist der Schutz gegen krankmachende Keime, wie z. B. Bakterien und Pilzsporen. Diese werden regelmässig durch Regen von den Blättern entfernt. Ausserdem ist ohne Schmutz auf den Blättern die Lichtausbeute für die Photosynthese optimal. Da der Lotus-Effekt ausschließlich auf einer physikalisch-chemischen Grundlage beruht und nicht an ein lebendes System gebunden ist, kann eine selbstreinigende Oberfläche technisch hergestellt werden. Die Selbstreinigung superhydrophober mikro- bis nanostrukturierter Oberflächen wurde von W. Barthlott 1975 an der Universität Heidelberg an Laubblättern der Kapuzinerkresse entdeckt und aufgeklärt. Erst mit Beginn der 90er Jahre konnte an der Universität Bonn von W. Barthlott dieses physikalisch-chemische Phänomen mit seinem Mitarbeiter Christoph Neinhuis technisch umgesetzt werden. Als Markenbezeichnung für die patentierten selbstreinigenden superhydrophoben Produkte wurde von W. Barthlott die Bezeichnung Lotus-Effect® erfunden und 1997 angemeldet.

Drei Experimente beschreiben das Verhalten von Honigtropfen auf sauberen und verschmutzten Taro-Blattoberflächen, ebenso den Nachbau einfacher Oberflächen mit Lotus-Effekt durch Berussung von Glas.