Mikro- und nanostrukturierte pflanzliche Oberflächen

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Category: Funktionsprinzip

Published: Wednesday, 11 September 2013 09:30

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Abbildung 1: Eine auf Selbstreinigung optimierte doppelt strukturierte biologische Oberfläche: Durch die Kombination von Mikro- (Zellen) und Nanostruktur (Wachskristalle) werden Kontaktflächen minimiert.

Ein Grundproblem der Pflanzen ist die ständige Verschmutzung der Blätter. Mitte der siebziger Jahre wurde von uns beobachtet, dass die Oberflächen bestimmter Pflanzen kaum verschmutzen und dass dieses Phänomen immer mit einer Mikrostrukturierung (Abbildung 1) der Oberfläche sowie aufgelagerten, wasserabstoßenden Wachskristallen im Nanometerbereich verbunden ist.

Dabei kam die Vermutung auf, dass die wichtigste Funktion dieser Mikrostrukturierung ein Schutz vor dauerhafter Kontamination ist. Bei diesen Arbeiten wurde ein bemerkenswerter Zusammenhang zwischen Chemie, Ultrastruktur, Benetzbarkeit und Verschmutzbarkeit von Oberflächen erkannt und als Selbstreinigung bezeichnet.

Die selbstreinigende Eigenschaft von Oberflächen kann nicht nur an der völlig unverschmutzbaren Lotusblume, sondern auch an vielen anderen Blättern (wie Kohl, Schilf, Kapuzinerkresse, Akelei, Tulpe) sowie an Tieren (wie Libellen- und Schmetterlingsflügeln) leicht experimentell demonstriert werden.