Der lotoseffekt
Der Lotoseffekt ist erkennbar, wenn Du eine Lotosblume, das offizielle Yoga-Zeichen, siehst und Dein Geist erfrischt wird. Scherz, natürlich nicht!
Der Lotoseffekt ist ein faszinierendes, physikalisches Phänomen, mit dem sich unsere Webseite beschäftigt. Hast Du schon mal ein Blatt in der Natur gesehen, auf
welchem beispielsweise Regentropfen kugelförmig liegen? Genau das ist der Lotoseffekt. Besonders gut beobachten kann man diese Erscheinung bei den großen Blättern der Lotospflanze und daher hat
der Effekt seinen Namen. Aber auch einige heimische Pflanzen machen sich dieses Phänomen zu Nutze.
Hier siehst Du ein Bild der Pflanze "Frauenmantel" mit einigen Wassertropfen. Darauf ist der Lotoseffekt erkennbar. Jetzt wunderst Du dich bestimmt und
möchtest gerne wissen, wie das funktioniert. Die Erklärung hierzu ist mit ein wenig Vorwissen leicht verständlich.
Um den Lotoseffekt zu verstehen, müssen wir uns zuerst Wassertropfen genauer anschauen. Oben in der Zeichnung ist ein Modell von Wassermolekülen zu sehen. Zwischen den Wassermolekülen herrschen sehr große Kohäsions-Kräfte, nämlich Wasserstoffbrückenbindungen, welche hier blau gekennzeichnet sind. Sie stellen die Oberflächenspannung dar und sorgen dafür, dass der Wassertropfen rund bleibt. Wenn der Tropfen dann auf eine glatte Oberfläche trifft, entstehen Adhäsionskräfte, das sind Anziehungskräfte an Grenzflächen. Da diese Kräfte größer sind als die Wasserstoffbrückenbindungen, benetzt der Tropfen die Oberfläche, wird somit etwa halbkugelförmig und bleibt kleben.
Um das zu vermeiden, gibt es eine "einfache" Lösung aus der Nanotechnologie! Hier ist eine Zeichnung einer Oberfläche, welche den Lotoseffekt unterstützt. Es ist erkennbar, dass die Oberfläche nicht glatt ist, sondern winzige mit hydrophoben (wasserabweisenden) wachsbeschichteten Noppen besitzt. Wenn ein Wassertropfen auf der Oberfläche liegt, ist die Kontaktfläche nicht so groß und die Adhäsionskräfte somit geringer. Sie sind sogar so gering, dass sie kleiner als die Kohäsionskräfte sind. Das hat zur Folge, dass der Wassertropfen rund bleibt.
Daraus ergibt sich ein sehr nützlicher Effekt: Ein Wassermolekül ist ein Dipol, d.h. das Sauerstoffatom darin ist partiell negativ, die Wasseratome paartiell positiv geladen. Daher zieht ein Wassermolekül, evntl. vorhandene Schmutzpartikel auf der Oberfläche über elektrische Kräfte an. Dieser rollt dann einfach mit dem Tropfen von der Oberfläche.
Doch was bringt das der Pflanze? Falls Schmutz auf der Oberfläche wäre, würde dieser die Photosynthese negativ beeinträchtigen. Wenn Schmutzpartikel bei Regen einfach von der Oberfläche gelöst werden, stellt das für die Pflanze einen sehr großen Vorteil dar. Hier noch ein Video einer Ginkgo-Pflanze, welche die Wassertropfen des Gießens vollständig abperlen lässt.
