Lotuseffekt

Wie entsteht der Lotus- Effekt?

Das Lotusblatt unter dem Mikroskop:

Betrachtet man das Blatt der Lotusblume genauer, so erkennt man eine Wachsoberfläche, welche aus winzigen Wachskristallen besteht. Diese Wachskristalle verleihen dem Lotusblatt seine typische Noppenstruktur. Schmutzpartikel haben durch diese raue Oberflächenstruktur nur wenige Kontaktstellen mit dem Blatt, wodurch verhindert wird, dass der Schmutz haften bleibt. Wassertropfen perlen durch die Oberflächenbeschaffenheit ab und nehmen dabei alle Schmutzpartikel mit.

Lotuseffekt: Je größer der Kontaktwinkel, desto wasserabweisender die Oberfläche

Der Kontaktwinkel zwischen der Oberfläche des Untergrundes  und der Oberfläche des Wassertropfens entscheidet im Wesentlichen über den Grad der Hydrophobie. Ein Kontaktwinkel von 0 Grad bedeutet eine vollständige Benetzung, während ein Kontaktwinkel von 180 Grad vollkommene Unbenetzbarkeit der Oberfläche bedeutet. Hier berührt der Wassertropfen die Oberfläche in nur einem Punkt.

Wenn eine hydrophobe Oberfläche rau ist, vergrößert sich der Kontaktwinkel während sich die Benetzbarkeit verkleinert. Der Kontaktwinkel auf Blattoberflächen kann bis zu 170 Grad erreichen. Eine solche Oberfläche bezeichnet man als superhydrophob.

Eine geringe Angriffsfläche bieten

Die Kontaktfläche für Wassertropfen ist auf glatten, hydrophoben Oberflächen relativ groß. Das bedeutet, dass sich die Wassertropfen großflächig auf der Oberfläche verteilen können. Hierbei werden Schmutzpartikel jedoch nicht entfernt, die Wassertropfen rutschen lediglich über den Schmutz hinweg.

Quelle: www.cenano.de

Nanoprodukte wirken genau diesem Effekt entgegen. Bei Oberflächen, die mit einer Nanoversiegelung behandelt wurden, wird die Kontaktfläche der vom Wassertropfen bedeckten Fläche, minimiert.  Da nur wenige Kontaktpunkte zwischen Tropfen und Oberfläche bestehen, nimmt der Wassertropfen eine kugelförmige Gestalt an und rollt von der beschichteten Oberfläche ab. Schmutzpartikel werden hierbei vom Wassertropfen mitgenommen und entfernt.

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Bildnachweis
1. "Lotuseffekt Regentropfen" (Lotus3.jpg) von William Thielicke, Wikimedia Commons, Lizenz: CC BY-SA 3.0, zugeschnitten
2. "Kontaktwinkel1": © CeNano GmbH & Co.KG
3. "lotuseffekt-versiegelung-glatte-oberflaeche": © CeNano GmbH & Co.KG
4. "lotuseffekt-versiegelung-nano-oberflaeche": © CeNano GmbH & Co.KG