Winzige Strukturen ermöglichen Benetzung von wasserabweisenden Flächen

Peking (China) - Beim Lotus-Effekt perlt Flüssigkeit besonders leicht von einer Oberfläche ab und reißt dabei Schmutzpartikel mit sich. Doch auch der entgegengesetzte Effekt kann für eine effektive Reinigung genutzt werden. Nach dem Vorbild von Rosenblättern entwickelten chinesische Forscher eine Schichtstruktur, die sehr effektiv mit Wasser benetzt werden kann. Über ihre ersten Erfahrungen mit dem neuen Werkstoff berichten sie im Fachblatt "Langmuir".

Unter dem Mikroskop analysierte das Team um Lin Feng von der Tsinghua-Universität in Peking die Oberfläche von stark hydrophilen Rosenblättern. Dabei entdeckten sie etwa sieben millionstel Meter kleine Erhebungen, die ein Relief aus filigranen Faltungen und Rillen aufwiesen. Über einen Abdruck eines Rosenblatts prägten sie diese Mikrostruktur auf eine Oberfläche aus Polyvinylalkohol. Diese "Negativ-Form" diente als Prägestempel, um die Rosenblattstruktur auf einen dünnen Film aus Polystyrol zu übertragen. Genauso wie das gewachsene Blatt zeigte der bionische Werkstoff so große Adhäsionskräfte, dass Wassertropfen selbst auf umgedrehten Oberflächen stabil haften blieben. Dieses Phänomen nannten sie Petal-Effekt.

Mit dieser Methode lassen sich selbst stark wasserabweisende Materialien mit polaren Flüssigkeiten benetzen. Die Forscher erwarten eine Anwendung des Petal-Effekts beispielsweise in der Biotechnologie. Filigrane Kunststoffkanäle in Lab-On-Chip-Systemen könnten damit effektiv gereinigt werden. Für eine wirtschaftliche und zugleich umweltfreundliche Massenproduktion schlägt Lin Feng vor, mit Hilfe von Rosenblättern robuste Formen zu fertigen, die in der Fabrikation dann ihre Mikrostruktur auf eine Vielzahl von Kunststoffen aufprägen können.