Lótusz hatás

A lótusz levelén található mikroszkopikus mérető dudorok segítenek abban, hogy leperegjen róla a víz, így mindig tiszta maradjon a levél.

Képzeljük el, hogy olyan festékkel festjük le házat, amely taszítja a szennyeződést és a vizet. Míg a szomszédoknak rendszeresen újra kell festeniük, a mi házunk tiszta marad. Mi a „csoda” a falon lévő bevonatban? Az anyagmérnökök és tudósok a lótusz leveleiből merítettek ihletet olyan anyag tervezéséhez, amely sáros környezetben is tiszta marad.

Hidrofil (vízkedvelő) és hidrofób (víztaszító) leveleket keresünk és megpróbáljuk kitalálni, miért működnek így.

Foglalkozás leírása:

A lótuszlevél felületén mikroméretű dudorok vannak, amelyek megakadályozzák, hogy a vízmolekulák a felülethez tapadjanak. Így víz lepereg, és magával ragadja a felületen lévő szennyeződéseket vagy olajat. (Forrás: Ask Nature).

Egyszerű magyarázat (9-10 éveseknek)

A természetben a leveleknek különböző az alakja és felülete. A növények ezzel is alkalmazkodnak a környezetükhöz (pl. a csalán levélfelszínét csalánszőrök borítják, amiket jól ismerünk, mert csípnek, míg az akác levelének felszíne sima). Figyeljük meg a lótuszt: sáros környezetben él, mégis mindig tiszták a levelei! Vajon mivel tudja ezt elérni (vagyis milyen stratégiája van)? Úgy nevezik, hogy öntisztuló képesség! Amikor esik az eső, a levél felületén nagy cseppek keletkeznek, amelyek legurulva összegyűjtik a szennyeződést és eltávolítják a levélről. Ezt hívják lótusz hatásnak. Természetesen más levelek esetében is működik, ahogy az előző feladatban láthattuk.

Haladó magyarázat (11-12 éveseknek)

A víztaszító (hidrofób) leveleket mikroszkóp alatt megfigyelve a tudósok megállapították, hogy a felületükön mikroméretű dudorok találhatók, amelyek megakadályozzák, hogy a vízmolekulák a felülethez tapadjanak. A dudorok olyan méretűek és olyan távolságban vannak egymástól, hogy vízlepergető réteget alakítanak ki, tehát a víz cseppekké áll össze. A levél és a vízcsepp közötti érintkezési szög körülbelül 150 fok (az üvegen lévő vízcseppek által bezárt szöghez képest, amely majdnem nulla). Ez a szög elősegíti, hogy a vízcsepp könnyen lefolyjon a levélről.

Az anyagkutatók a lótusz hatás utánzásával kísérleteztek: vízálló és öntisztuló tulajdonságokkal rendelkező felületeket hoztak létre. Mivel ezek a felületek öntisztulók, emiatt csökken a vegyi tisztítószerek felhasználása, ami jó a környezet számára. 

Példák az innovatív festékekre és bevonatokra, amelyeknél mikro- és nanoméretű szerkezeteket alkalmaznak, és amit az élőlények víztaszító és öntisztító tulajdonságai inspiráltak:

• A StoColor® A Lotusan®: a lótusz ihlette ezeket a festékeket, amelyek az épületek falait tartják tisztán. A felületre került szennyeződések eltűnnek, amikor esik az eső.
• A GreenShield™ olaj-, víz- és festéktaszító bevonatot képez a kárpitokon, ugyancsak a lótusz hatást használva.
• A Nanotex cég nanotechnológiát használ a textilszálak előállításakor. Az ebből készült szövetek taszítják az esőt és a havat is, emiatt például esőkabátok előállítására alkalmasak.   
• A NASA Lotus bevonata taszítja a szennyeződést és a port, hogy megvédje az űrberendezéseket.

Környezetismeret/Természettudomány

·         megfigyelés fejlesztése

·         növények részei

·         kísérletezés, tapasztalás

Technika és tervezés (Technológia)

·         anyagok a környezetünkben

·         lakás funkciója és karbantartása

Digitális kultúra (Mérnöki tudományok, mérnöki tudományok)

·         információszerzés az e-világban

Vizuális kultúra (Művészetek)

·         technológia és hagyomány

Matematika

·         összefüggések felismerése

Magyar nyelven:

Angol nyelven:

Hogyan tartja tisztán magát a lótusz? (tovább a cikkhez)

Kísérlet a lótuszhatással kapcsolatban (tovább a videóhoz).

Részletesen a hidrofób (víztaszító) tulajdonságról (tovább a cikkhez).

Hidrofób (víztaszító) és hidrofil (vízkedvelő) magyarázata (tovább a cikkhez).

Lótusz hatás - szuper víztaszítás (tovább a cikkhez).