Selbstreinigende Oberflächen II- Schülerversuch zum Lotuseffekt

Versuch 1:
So nun kommt also der erste Versuch, der sehr leicht durchzuführen ist. Man benötigt eine Scheibe Glas und eine Kerze. Mithilfe dieser beiden Dinge kann man versuchen eine nanoskalige Struktur herzustellen

Nanoskalig bezeichnet die Struktur einer Oberfläche, die im Strukturen im Nanometer- Bereich hat, und eben nicht glatt ist, wie man zuerst glauben könnte. Mit dem Blick durch ein Rastermikroskop erkennt viele Unebenheiten auf der Oberfläche und da man dies zuerst bei Lotus-Pflanze erkannte, benannte man den schon vorgestellten Effekt nach ihr.

So zurück zum Versuch: Nachdem man die Oberfläche mit Hilfe der Kerze verrußt hat, nimmt man eine Pipette mit Wasser und tropft einige Tropfen Wasser auf die Schicht. Man beobachtet sofort, dass die Wassertropfen abperlen und die Oberfläche schwach benetzen. Der Kontaktwinkel ist höher als 90° und somit hat man mit dem Ruß eine hydrophile Oberfläche geschaffen. Wird diese nanoskalige Oberfläche jedoch zerstört, findet wieder eine gute Benetzung statt.

Versuch 2:
Diesmal wird die Oberfläche nicht mit einer Kerze verrußt sondern mit einem Feuerzeug. Die Schicht des Rußes ist viel dünner bei vergleichsweise gleicher Zeit der Berrußung. Doch dafür ist der Abperleffekt noch stärker zu erkennen. Die Tropfen können sich kaum noch auf dieser Oberfläche halten.

Zusammenhang versuch 1 & 2:
Im Kerzenrauch sind noch Reste des Paraffins vorhanden, die die Strukturen zwar nanoskalig werden lassen, allerdings nicht ganz so fein wie bei dem Ruß des Feuerzeuges. Deswegen ist die Rußschicht des Feuerzeuges, obwohl sie nicht so dick ist, hydrophober. Theoretisch könnte man z.B. Dachziegel mit Ruß beschichten, doch diese Schicht ist doch sehr leicht zu zerstören und deswegen in der Praxis nicht anwendbar. Somit muss man noch anderen Alternativen suchen, die Oberflächen sich selbstreinigen lassen.