Lotus-Effekt Glossar
| Begriff | Erklärung |
|---|---|
| Elektronenmikroskope | Sie tasten Oberflächen mithilfe stark gebündelter Elektronenstrahlen ab. Sie erreichen Auflösungen bis zu 10-9 Meter (ein Milliardstel Meter = ein Nanometer) und erschließen damit atomare Strukturen. Zum Vergleich: Die stärksten optischen Mikroskope erreichen ihre Grenze bei einer Auflösung von etwa 250 Nanometern. |
| Funktionsmorphologie | Lehre von der Struktur, der Form und der Funktionsweise einzelner (biologischer) Baugruppen. |
| Hydrophob | bedeutet Wasser (griech. hydros) abweisend (griech. phob). Ähnliche Bildungen: lipophob (Fett abweisend), oleophob (Öl abweisend). |
| Interdisziplinäre Forschung | Gerade in der Bionik ist es wichtig, dass Einzeldisziplinen zusammenarbeiten. Bioniker haben die Aufgabe, verschiedene Fachrichtungen in der Wissenschaft miteinander zu vernetzen. "Crossover-Denken" ist in der Bionik besonders gefragt. |
| Nanotechnologie | Der Begriff kommt aus dem Griechischen (altgr. nanos = Zwerg) und bedeutet wörtlich übersetzt "Lehre vom Handwerk der Zwerge". In der Nanotechnologie werden Strukturen von 1-100 Nanometer erforscht. Eine zentrales Forschungsgebiet der Nanowissenschaften sind Oberflächen und Werkstoffeigenschaften im molekularen und atomaren Bereich. Ein Nanometer entspricht einem milliardstel Millimeter (0,000.000.001 Meter).
Wie klein ein Nanometer tatsächlich ist, veranschaulichen drei Vergleiche: 1. Ein Nanometer ist etwa 50.000 Mal kleiner als der Durchmesser eines dünnen Menschenhaares. 2. Ein Nanometer verhält sich zu einem Meter wie der Durchmesser einer 1-Cent-Münze zum Durchmesser der Erde 3. Im Millimeterabstand auf einem Lineal haben eine Million Nanometer Platz. |
| Photokatalytische Selbstreinigung | Diese Methode ist dem Lotus-Effekt nachempfunden. Eine Oberfläche (zum Beispiel Glas) wird mit nanometergroßen Titandioxidpartikeln beschichtet. Mit Hilfe von (Sonnen-)Licht zersetzt das Material organische Stoffe wie Staub oder Fett. Zudem perlen Wassertropfen an der Oberfläche ab und reißen den zersetzten Schmutz mit sich fort. |
| Rasterkraftmikroskop | Stark vereinfacht dargestellt, funktioniert das Rasterkraftmikroskop wie der Tonarm eines Plattenspielers: Ein hauchfeiner nanoskopisch kleiner Tastkopf fährt die Oberfläche ab und überträgt die Höhenunterschiede auf einen Federbalken an seinem Ende. Die winzigen Auslenkungen des Federbalkens werden mithilfe eines Laserstrahls erfasst und anschließend durch eine Software in ein "optisches Bild" umgewandelt. Die Auflösung erfasst im Idealfall einzelne Atome. |
| Rastertunnelmikroskop | Es tastet Objekte mithilfe einer hauchfeinen Wolframspitze ab, die stets einen gleichbleibenden Abstand zur untersuchten Oberfläche hält. Die Regelung des Abstandes zwischen Spitze und Oberfläche erfolgt mit Hilfe des sogenannten "Tunnelstroms", der zwischen Spitze und Probe fließt, wenn eine elektrische Spannung zwischen beiden angelegt wird. Der Strom beginnt zu fließen, wenn der Abstand zwischen Spitze und Oberfläche geringer als ein Nanometer ist. Ein Rechner zeichnet die Hebe- und Senkbewegungen auf, die nötig sind, um den Abstand konstant zu halten. Mithilfe einer entsprechenden Software können die Abtastergebnisse in ein "optisches" Höhenbild der Oberfläche umgewandelt werden. Die Auflösung erfasst im Idealfall einzelne Atome. Nachteil: Rastertunnelmikroskope können nur elektrisch leitfähige Materialien abbilden. |