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Der Lotus-Effekt – Der Regenschutz der Natur
Wie Pflanzen und Tiere den Lotus-Effekt nutzen
In der Natur gibt es Pflanzen und Tiere, die in schlammigen Gegenden beheimatet sind, aber unerwartet sauber aussehen. Der Grund dafür ist der so genannte Lotus-Effekt.
Funktion des Lotus-Effekts
Seinen Namen verdankt der Lotus-Effekt den Blättern verschiedener Lotosblumen, die im Osten Amerikas und im asiatischen Raum blühen. Die Blätter dieser Pflanze sind besonders wasserabweisend und lassen Regentropfen einfach abperlen. Lange Zeit glaubten die Wissenschaftler, dass dieser Effekt dadurch zustande kommen würde, dass die Oberfläche der Blätter von Lotosblumen besonders glatt ist. Mittlerweile weiß man allerdings, dass genau das Gegenteil der Fall ist. Denn auf den einzelnen Blättern sind in Abständen von tausendstel Millimetern kleinste Erhebungen verteilt, auch Papillen genannt, auf denen sich wachsartige Kristalle befinden. Durch diese dünne Wachsschicht werden die Blätter insgesamt stark hydrophob. So sorgt sie dafür, dass selbst kleinste Wassertropfen nicht eindringen können. Diese werden stattdessen abgerollt und nehmen dabei Schmutzpartikel, Bakterien und schädliche Pilzsporen mit. Die Blätter der Lotosblume werden dadurch gleichzeitig gereinigt und geschützt.
Andere Formen des Lotus-Effekts
Auch einige Tiere machen sich den Lotus-Effekt zunutze. Anders als bei den Pflanzen bilden die Tiere allerdings keine Wachsschicht aus, sondern nutzen die Eigenschaften einer verringerten Oberfläche. So haben beispielsweise Geckos an ihren Füßen kleinste Härchen, die Setae genannt werden. Diese Härchen sind nur einige Mikrometer lang und rauen die Oberflächen der Füße der Geckos ein wenig auf, wodurch Wassertropfen und Schmutz nicht an den Füßen anhaften können. Gleichzeitig sorgen sie für schwache molekulare Anziehungskräfte, wodurch Geckos selbst an den glattesten Oberflächen problemlos hochklettern können.
Auch bei Insekten findet sich diese Form des Lotus-Effekts. Unterschiedlich lange Borsten auf den Beinen der Insekten kommen dabei unterschiedlich schnell mit Wassertropfen in Berührung und leiten diese dann quasi wie kleine Regenrinnen ab, so dass die Tropfen nicht anhaften können. Auch auf ihren Flügeln haben die meisten Insekten kleine Härchen, die abwärts gebogen sind und so das schnelle Abrollen von Wassertropfen ermöglichen. Auf diese Weise werden die Tiere bei Regen geschützt, da ansonsten ihre Flügel vom Gewicht anhaftender Regentropfen heruntergedrückt und die Insekten innerhalb kurzer Zeit im Regen ertrinken würden.
Der Lotus-Effekt bei Vögeln
Neben Pflanzen, Insekten und Eidechsen gibt es den Lotus-Effekt auch bei Vögeln. Hierbei sorgt die Verzahnung der einzelnen Äste in ihren Federn dafür, dass Schmutz und Wasser einfach von den Flügeln abperlen. Je weniger Federäste dabei ein Geflecht bilden, desto besser wird das Wasser abgewiesen. Amerikanische Forscher fanden außerdem heraus, dass es eine Relation zwischen der Ausprägung des Lotus-Effekts und der Farbintensität der Federn von Vöglen gibt. Bei farbigen Federn sind die durch die Äste der Federn gebildeten Strahlen wesentlich dichter und breiter als bei weißen Federn. Das führt dazu, dass die Strahlen eine bessere Haftfläche für Wassertropfen bieten und diese nicht einfach abrollen können. Der Lotus-Effekt ist also bei bunten Vogelarten wie dem Kolibri oder einem Eisvogel schwächer ausgeprägt als beispielsweise bei einer Möwe.
Der Lotus-Effekt als Vorbild für die Industrie
Der Lotus-Effekt, wie ihn Pflanzen und Tieren nutzen, beschäftigt seit geraumer Zeit auch viele Wissenschaftler und Entwickler. Sie versuchen, die wasserabweisenden Eigenschaften für verschiedene Textilien und Oberflächen künstlich herzustellen. So möchte man mithilfe des Lotus-Effekts beispielsweise selbstreinigende Fassaden entwickeln oder besonders wetterbeständige Materialien herstellen. Dadurch könnte es unter anderem ermöglicht werden, Fensterscheiben zu produzieren, die nicht geputzt werden müssen oder Fahrzeuge zu bauen, die auch trotz häufigen Regens oder Schnees sehr langlebig sind.
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