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Uni Saarland: Chemiker erforschen Blätter des Johannisbrotbaums

Forschung an Saar-Uni zu Oberflächenstrukturen : Daran perlen alle Tropfen ab

Saarbrücker Forscher entwickeln neue Materialien nach dem Vorbild der Oberfläche von Baumblättern.

Chemiker der Universität des Saarlandes und ihre Kollegen aus Portugal und Schweden haben in einem internationalen Forschungsprojekt die Oberflächenstruktur der Blätter des Johannisbrotbaums nachgebildet. Den Forschern ging es dabei vor allem darum, bestimmte Eigenschaften des Blattes genau nachzuahmen, die Schmutz und Wasser abweisen.

Das soll helfen, nachhaltige Materialien zu entwickeln und so dem Klimawandel zu begegnen. Ein Beispiel ist ein Effekt von Lotus-Pflanzen. Lotus-Blätter lassen Wassertropfen abperlen. So halten die Pflanzen ihre Blattoberflächen durch Selbstreinigung sauber. Materialien, die diese Eigenschaft aufweisen, könnten also mit weniger Wasser gereinigt gehalten werden.

Wissenschaftlich lässt sich das Abbild einer Oberfläche am einfachsten gewinnen, indem eine Imitation hergestellt wird – ein sogenanntes Replikat. Bei den Blättern des Johannisbrotbaumes sahen sich die Forscher mit dem Problem konfrontiert, dass die Blätter des Baumes von einer Wachsschicht umgeben sind, die schon bei niedrigen Temperaturen schmilzt. Die Forscher verwendeten deshalb spezielle Silikone, die bereits bei niedrigen Temperaturen aushärten.

 Die Blattunterseite mikroskopisch vergrößert: Die plättchenartigen Strukturen bilden den wachsartigen Belag der Blätter.
Die Blattunterseite mikroskopisch vergrößert: Die plättchenartigen Strukturen bilden den wachsartigen Belag der Blätter. Foto: João Rocha, Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro/UDS/João Rocha

„Die Kunst bestand darin, die abgeformten Strukturen in Replikaten abzubilden, ohne die vorhandene mikroskopische Struktur der Johannisbrotbaumblätter zu beeinflussen“, erklärt Guido Kickelbick, Professor für Anorganische Festkörperchemie an der Saar-Uni. Möglich machte das der Einsatz zweier Silikonarten, die unterschiedlich schnell aushärteten.

„So ist es uns gelungen, Struktureinheiten bis in den unteren Mikrometerbereich abzubilden“, sagt Kickelbick. „Wir haben aber noch weiteren Entwicklungsbedarf, um auch nur wenige Nanometer große Strukturmerkmale abbilden zu können.“