Ziel des Versuchs: In diesem Versuch soll der Lotus-Effekt, welcher von Lotusblüten-Blättern oder auch in der Kapuziner-Kresse bekannt ist, nachgestellt werden.
| Thema: Nanotechnologie, Nano im Alltag | Tags: Lotus-Effekt, Rußschicht | Klassenstufen: 9-10 | Versuchsart: SV |
Materialien
Glasobjektträger, Kerze, Wasser
Chemikalien
-
Durchführung
Mithilfe einer Kerze wird eine gleichmäßige Rußschicht auf den Glasobjektträger aufgetragen. Einige Tropfen Wasser werden auf die Rußschicht gegeben. Sowohl die Form der Wassertropfen als auch die Fließgeschwindigkeit werden betrachtet.
Beobachtung
Die Wassertropfen haben die Form einer Kugel und gleiten schnell über die rußbesetzte Fläche.
Deutung
Die Adhäsion ist die Ursache, dass ein Stoff auf einer Oberfläcge haften kann. Diese Kräfte herrschen somit zwischen zwei Stoffen vor. Die Kugelform des Wassertropfens ist abhängig von der im Tropfen wirkenden Kohäsion. Die Kugelform ist die energetisch günstigste Form, da sie die kleinstmögliche Oberfläche bildet. Wenn die von außen wirkende Adhäsion zu stark ist, wird die Kugelform aufgegeben, da sie energetisch ungünstiger wird. Dies ist z.B. bei einer sauberen Glasplatte der Fall. Der mit Ruß beschichtete Objektträger ist dagegen als hydrophob anzusehen, da die aufgrund der Paraffinreste gebildete Rußbeschichtung die Benetzung verhindert und somit eine verringerte Adhäsion vorherrscht. In der Nanotechnologie wird sich dieser Effekt zunutze gemacht, indem Textilien mit hydrophoben Nanopartikeln beschichtet werden und auf diesem Wege Schmutzpartikel durch normalen Regen abgewaschen werden können.
Entsorgung
Die Rußschicht kann von dem Objektträger abgespült werden, sodass dieser wieder verwendet werden kann.
Anmerkungen & Unterrichtsanschlüsse: Im Anschluss an dieses Experiment kann ähnliches Verhalten unter Zuhilfenahme eines Kapuzinerkresse-Blattes oder der genaue Aufbau eines Lotosblüten-Blattes untersucht werden. Das Prinzip der Adhäsion und Kohäsion sollte ebenfalls noch weiter vertieft werden.
Literatur
T. Seilnacht, http://www.seilnacht.com/nano/nano_lot.html, (zuletzt aufgerufen am 29.07.2016)
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