Wie kommt es zu dieser außergewöhnlichen Eigenschaft der Lotuspflanze,
dem Selbstreinigungs-Effekt:

Das Lotusblatt genauer betrachtet:

Unter dem Mikroskop erkennt man verschiedene aufeinander aufbauende Schichten. Die Außenhaut der Blätter hat kleine Noppen, die 5-10 Mikrometer hoch und 10-15 Mikrometer voneinander entfernt sind (1 Mikrometer entspricht 1 Tausendstel Millimeter). Diese Noppen sind ihrerseits von einer feinen Nano-Struktur aus Wachskristallen mit Durchmessern von zirka 100 Nanometern überzogen. Sie bestehen aus einer Mischung verschiedenen Wasser abweisender (hydrophober) Pflanzenwachse. Auch abgestorbene, ja sogar getrocknete Blätter der Lotuspflanze zeigen den Lotus-Effekt. Er ist also kein biologisches, sondern ein physikalisch-chemisches Phänomen und lässt sich mit physikalisch-chemischen Größen beschreiben:
 

Entscheidend ist vor allem der Kontaktwinkel zwischen der Oberfläche des Untergrundes und der Oberfläche des Wassertropfens. Er ist ein Maß für die Benetzbarkeit der Oberfläche mit Wasser. Auf gut benetzbaren, wasserliebenden (hydrophilen) Oberflächen breitet sich der Wassertropfen weit aus, der Kontaktwinkel ist sehr klein.

Schwer benetzbare Oberflächen zeichnen sich durch große Kontaktwinkel aus. Glatte Oberflächen können nach heutigem Wissen maximale Kontaktwinkel von ca. 120 Grad gegenüber Wasser erreichen, wenn sie aus extrem hydrophoben Materialien bestehen. Im Mikro- und Nanobereich strukturierte Materialien erreichen dagegen Kontaktwinkel von bis zu 170 Grad. Dabei ist es wichtig die Angriffsfläche für den Wassertropfen so gering wie möglich zu halten.
 

© nanotol Handelsgesellschaft

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Auf glatten, Wasser abweisenden Oberflächen können die Wassertropfen nicht rollen, sondern nur gleiten. Dabei rutschen sie über den Schmutz hinweg, ohne ihn zu entfernen.

© nanotol Handelsgesellschaft
 

Bei einer Oberfläche, die mit herkömmlichen Nanoprodukten beschichtet ist, beträgt die tatsächliche Kontaktfläche nur zwei bis drei Prozent der vom Wassertropfen bedeckten Fläche. Der Tropfen liegt wie auf einem Nagelbrett aus Wachsstiften und berührt nur deren Spitzen. Dadurch werden die Anziehungskräfte zwischen dem Wasser und dem Untergrund verringert, die Wassertropfen nehmen eine kugelförmige Gestalt an. Bei geringstem Neigungswinkel rollen sie dann von der Oberfläche ab und nehmen die Schmutzpartikel mit. Der Nachteil ist, das Oberflächen so nicht benässt werden können und schmieren, sobald sie mit Wasser in Berührung kommen.

Bei der Entwicklung von nanotol ist aus diesem Grund ein kleinerer Kontaktwinkel gewählt worden, der den Effekt der Selbstreinigung behält, es dem Nutzer aber ermöglicht die Oberfläche mit Wasser zu reinigen.
 

  
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