Japaner entwickeln wasserabweisenden Film für Oberflächen

Selbstreinigungsfähigkeit der Lotusblätter imitiert

Tokio (pte003/08.08.2000/08:30)

Ein Forscherteam um Toshiya Watanabe von der University of Tokyo http://www.u-tokyo.ac.jp hat einen künstlichen wasserabweisenden Film entwickelt, der die Selbstreinigungsfähigkeiten der Lotusblätter imitiert. In Zukunft soll dieser Film saubere Auslagenfenster, Windschutzscheiben und industrielle Oberflächen ermöglichen. http://pubs.acs.org/journals/langd5/index.html

Die Blätter des Lotus (Nelumbo) bleiben sauber, weil zahllose kleine mit wasserabweisendem Wachs überzogene Plättchen ihre Oberfläche bedecken. Auf diesen Blättern kann sich das Wasser nicht ausbreiten, daher rollt es in Tropfenform hinunter und transportiert den Schmutz gleich mit. Chemiker haben seit Jahrzehnten versucht, diesen Lotus-Effekt nachzuahmen.

Die wasserabweisenden Eigenschaften der Lotusblätter hängen zu gleichen Teilen von der unebenen Oberfläche wie vom Wachsüberzug ab. Rauheit verringert die Fähigkeit des Wassers sich auszubreiten. Das Wasser sammelt sich in fast kugelförmigen Tropfen. Derartige Oberflächen verfügen über hohe Kontaktwinkel. Der Kontaktwinkel ist ein Indikator für die Tendenz von Flüssigkeiten sich auszubreiten. Je niedriger der Kontaktwinkel ist, desto mehr Flüssigkeit breitet sich aus. Bei vollkommen nassen Oberflächen liegt dieser Winkel bei null Grad.

Der neue Film verfügt über eine ähnliche Selbstreinigungsfähigkeit wie das Lotusblatt. Die Wissenschaftler wissen allerdings nicht bis ins letzte Detail, warum das so ist. Mischt man Titanoxid in den Film, verändert sich der Zeitpunkt, an dem sich die ersten Flecken bilden. Eine mögliche Erklärung könnte sein, dass Titanoxid unter ultraviolettem Licht mit Schmutzpartikeln reagiert.

Die Antwort scheint in der Konzentration des Titanoxids zu liegen. Für einen Test bedeckte das Team Glasplatten mit Filmen, die verschiedene Mengen an Titaniumoxid enthielten. Die Platten wurden für zwei Monate auf dem Dach eines Tokioter Gebäudes Umwelteinflüssen ausgesetzt. Bei einem Anteil von 20 Prozent Titanoxid bildeten sich rasch Flecken. Der Film mit einem nur zweiprozentigen Anteil blieb sauber und wasserabweisend und schnitt deutlich besser ab als die Filme ohne Titanoxid. (Ende)