Die Lotusblume gilt in Asien als Symbol für Reinheit

Die Lotusblume gilt in Asien als Symbol für Reinheit. Obwohl sie oft in
schlammigen Tümpeln wächst, sind ihre Blätter immer makellos sauber. Etwaige
Schmutzpartikel werden vom Regenwasser rückstandslos weggespült. Diesen
selbstreinigenden Effekt findet man in der Natur auch bei anderen Pflanzen (z.B.
Kapuzinerkresse, Kohlrabi, Weißkohl - nur hört sich Weißkohleffekt nicht so schön
an) sowie bei einigen Tieren (Insektenflügel, z.B. bei Käfern oder Libellen).
Beobachtet man, wie ein Wassertropfen über ein Lotusblatt rollt, so fällt dabei die
kugelrunde Form des Tropfens auf.
Quelle: Wikipedia
Urheber: ArchiKat
Frage 1 (Klassenstufe 7-11)
Was ist die Ursache dieser selbstreinigenden Wirkung des Lotusblattes? Wähle die beiden
richtigen Antworten aus.
a) Das Blatt sondert Substanzen ab, die im Kontakt mit Wasser wie ein Reinigungsmittel wirken
und so den Schmutz besser entfernen können.
b) Die Blattoberfläche weist eine noppenartige Strukturierung auf - Schmutzpartikel und
Wassertropfen haben nur wenige Berührungspunkte mit der Oberfläche. Beim Abrollen des
Wassertropfens haftet der Schmutz besser am Wasser als am Blatt.
c) Die Blattoberfläche ist mit wasserabweisenden Substanzen beschichtet.
d) Die Blattoberfläche ist extrem glatt - die Wassertropfen rutschen einfach ab und reißen den
Schmutz mit.
Lösung:
Antworten b. und c. sind richtig.
Bei extremer Vergrößerung lässt sich auf den Lotusblättern eine Doppelstrukturierung der
Oberfläche erkennen. Zum einen wirkt die Oberfläche noppenartig. Der im Vergleich dazu
große Wassertropfen liegt nur auf den Spitzen dieser Noppen auf und hat somit nur eine geringe
Berührungsfläche und Benetzung. Die Oberflächenspannung des Wassers bewirkt, dass der
Tropfen sich zu einer Kugel zusammenzieht. Der zweite Teil der Doppelstruktur kommt durch
wasserabweisende Wachskristalle zustande, die die Noppen überziehen. Die in b. und c.
beschriebenen Effekte gehen also Hand in Hand. Selbst klebrige Substanzen wie Honig oder
wasserlöslicher Klebstoff perlen von selbstreinigenden Oberflächen ab.
Zusatzfrage (Klassenstufe 8-11)
Es ist relativ unwahrscheinlich, dass Pflanzen eitel sind und nur aufgrund ihrer Schönheit immer
schön sauber bleiben wollen. Tatsächlich ist es nicht nur "Schmutz", den die Pflanzen abweisen
können.
Welches ist der größte Vorteil, den die selbstreinigende Wirkung ihrer Blätter für die
Lotuspflanze hat?
Lösung:
Die Pflanze schützt sich durch Selbstreinigung wirkungsvoll gegen krankmachende Keime, wie
Bakterien und Pilzsporen. Diese werden regelmäßig durch Tau und Regen von den Blättern
entfernt, bevor sie sich festsetzen und der Pflanze schaden können.
Zusatzfrage (Klassenstufe 10-11)
Zusatzfrage (Klassenstufe 10-11)
Selbstreinigende Pflanzenoberflächen wurden in den Siebzigerjahren von Prof. Dr. Wilhelm
Barthlott untersucht, der auch den Namen Lotuseffekt für dieses Phänomen prägte. Heute gibt es
Verfahren, mit denen selbstreinigende Oberflächen nach dem Vorbild der Natur auch technisch
hergestellt werden können. Im Handel erhältlich sind zum Beispiel Fassadenfarben oder
Dachziegel mit selbstreinigenden Oberflächen.
Warum ist der Einsatz solcher Oberflächen bei Sanitärkeramik, z.B. als Beschichtung von
Dusch- und Badewannen oder im Spülbecken zwar technisch möglich, aber nicht sinnvoll?
TIPP
Lösung:
beim Duschen oder Geschirrspülen werden meist Seifen, Schampoos oder Spülmittel verwendet.
Diese verringern die Oberflächenspannung des Wassers, die Benetzung der Oberfläche wird
erhöht, die Wassertropfen verlieren ihre kugelige Form. Dies passiert auch bei strukturierten
Oberflächen - die Strukturierung bleibt zwar erhalten, der Lotuseffekt verliert aber seine
Wirkung. (Wasserläufer können auch nicht auf Seifenwasser laufen und die Büroklammer bleibt
nicht auf der Wasseroberflläche liegen, wenn dem Wasser Spüli zugesetzt wurde)
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Quelle: http:// dechemax.de/- p-122692- quickedithide-1.htm? rewrite_engine=id
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