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Von Rosen lernen

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An der Oberfläche von Blütenblättern der Rose haften Wassertropfen besonders gut.
Chinesische Wissenschaftler sind den besonderen Oberflächeneigenschaften von Rosenblättern auf die Spur gekommen: Die extreme Anziehung von Wasser auf dem Blütenblatt kommt durch knubbelartige Auswüchse an der Oberfläche der Blätter zustande, die jeweils noch durch feinste Faltenstrukturen aufgeraut sind, fanden die Forscher heraus. Eine solche Oberfläche konnten die Wissenschaftler in ihren Experimenten sogar künstlich herstellen. Das Material mit dem „Anti-Lotuseffekt“ könnte in der Biotechnologie eingesetzt werden.

Bekannt durch zahlreiche Anwendungen in der Technik ist der Lotuseffekt, der den deutsche Forscher an Blättern der Lotuspflanze erstmals beschrieben hatten. Bei dem Effekt kommt es zu einer extremen Abstoßung von Wasser auf der Oberfläche, die zum Abperlen der Tropfen und damit im Idealfall auch zur Selbstreinigung des Materials führt. Entsprechende Beschichtungen gibt es beispielsweise bereits für Dachziegel oder Glasfassaden. Den gegenteiligen Effekt haben die chinesischen Forscher nun an den Blütenblättern roter Rosen untersucht, die so stark anziehend auf Wasser wirken, dass ein Tropfen sogar noch hält, wenn das Blatt umgedreht wird und er nach unten hängt.

Die extrem wasseranziehende Eigenschaft kommt durch ein ganz spezielles Oberflächenmuster zustande, fanden die chinesischen Forscher nun heraus, als sie Rosenblätter unter einem Elektronenmikroskop untersuchten. Demnach besteht die Oberfläche aus einem gleichmäßigen Muster von Erhebungen, die etwa 7 tausendstel Millimeter hoch sind und einen Durchmesser von rund 16 tausendstel Millimetern aufweisen. Jede dieser Erhebungen ist wiederum von einem Relief feinster Faltungen und Rillen überzogen. Mit dieser Kombination von Buckeln und Rillen können sich starke Adhäsionskräfte auf das Wasser aufbauen, ergaben die Berechnungen.

Den Forschern gelang es in ihren Untersuchungen außerdem, den Abdruck eines Rosenblatts anzufertigen. Diese Vorlage verwendeten sie, um künstliche Filme mit Rosenblattstruktur herzustellen, die bei Experimenten mit Wassertropfen vergleichbar anziehende Eigenschaften zeigten. Die Wissenschaftler hoffen nun, daraus Materialien für die Biotechnologie herzustellen. Diese könnten beispielsweise zur Säuberung von Oberflächen verwendet werden.

Lin Feng (Tsinghua-Universität, Peking) et al.: Langmuir, Bd. 24, S. 4114 ddp/wissenschaft.de ? Ulrich Dewald
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