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PUBLIC RELEASE DATE: 5 September 2006

Anknipsbarer lotoseffekt

Material mit lichtschaltbaren super-wasserabweisenden Eigenschaften

Schn sind die Blten des Lotos und immer makellos sauber. Wassertropfen perlen von der wasserabweisenden Oberflche einfach ab und waschen dabei jedes Stubchen weg. Eine solche selbstreinigende Oberflche fnden auch wir sehr praktisch: Nie mehr Auto putzen, Huserfassaden, die nicht vergrauen, an potenziellen Anwendungsfeldern mangelt es nicht. Bisher konnte die Technik die Natur aber nur mit bedingtem Erfolg nachahmen. Japanische Forscher um Kingo Uchida und Shinichiro Nakamura haben nun eine Substanz aus der Klasse der Diarylethene synthetisiert, deren Oberflche auf Befehl super-wasserabweisend wird.

Geheimnis des Lotos-Effekts ist eine spezielle Mikrostruktur an der Blattoberflche der Lotospflanze in Form winzigster Noppen. Einem auftreffenden Wassertrpfchen bieten diese Mikronoppen keine Flche, an die sie sich anlagern knnten; das Blatt wird nicht benetzt. Die Trpfchen ziehen sich zu Kugeln zusammen und rollen an der Oberflche herunter, wobei sie anhaftende Schmutzpartikel mitnehmen. Bei einer gewhnlichen, glatten Oberflche finden die Wassertropfen einen Halt, sie benetzen die Oberflche und nehmen die Form einer Halbkugel an. Statt zu rollen gleiten sie an der Flche herab, Schmutzpartikel knnen dabei nicht weggewaschen werden.

Die japanischen Forscher haben nun eine spezielle Substanz, einen Vertreter der so genannten Diarylethene, synthetisiert und als mikrokristallinen Film auf einen Trger gezogen. Elektronenmikroskopische Aufnahmen zeigen, dass die Oberflche dieses Films zunchst glatt ist. Wird der Diarylethen-Film mit UV-Licht bestrahlt, wird die zuvor farblose Oberflche blau und ist nicht mehr glatt, sondern vollstndig mit einem Flaum aus winzigen Fasern bedeckt, deren Durchmesser bei etwa 1 m liegt. Dieser Flaum wirkt hnlich wie die Mikro-Noppen der Lotosblte super-wasserabweisend. Nach einer erneuten Bestrahlung, dieses Mal mit sichtbarem Licht, verschwinden Fasern und Frbung wieder, die Oberflche wird wieder farblos, glatt und benetzbar.

Ursache dieses Effekts sind nderungen der molekularen Struktur. Das Diarylethen-Molekl ist aus drei verknpften Fnfringen aufgebaut. UV-Licht lst eine Umlagerung innerhalb des Molekls (Isomerisierung) aus. Es kommt zu einem Ringschluss ein vierter Ring entsteht. Das Isomer mit dem geschlossenen vierten Ring kristallisiert in Form von Nadeln, die aus den Kristllchen des Isomers mit dem offenen Ring herauswachsen, sobald ein bestimmte Konzentration erreicht ist. Licht im sichtbaren Bereich des Spektrums lst die Rckreaktion aus, der Ring ffnet sich wieder die Ndelchen verschwinden wieder.

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(2709 Anschlge)

Kontakt: Kingo Uchida, Ryukoku University, Otsu (Japan)