Nanopelz zur Bekämpfung von Ölkatastrophen

  • Schneebesenförmige, wachsbeschichtete Härchen machen die Blätter der Wasserpflanze Salvinia molesta außerordentlich wasserabweisend. (Bild: W. Barthlott/Nees-Institut)Schneebesenförmige, wachsbeschichtete Härchen machen die Blätter der Wasserpflanze Salvinia molesta außerordentlich wasserabweisend. (Bild: W. Barthlott/Nees-Institut)

Einige Schwimmfarne können in kurzer Zeit große Mengen Öl aufnehmen, denn ihre Blätter sind zugleich stark wasserabstoßend und in hohem Maße ölabsorbierend. Eine Forschergruppe des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) hat gemeinsam mit Kollegen der Universität Bonn herausgefunden, dass die ölbindende Eigenschaft auf die haarähnliche Mikrostruktur der Blattoberfläche zurückzuführen ist.

Die aus tropischen und subtropischen Regionen stammenden Schwimmfarne sind mittlerweile auch in Teilen Europas heimisch. Da sie sich stark vermehren, gelten sie mancherorts als lästiges Unkraut. Sie haben jedoch großes Potenzial als kostengünstige, schnelle und umweltfreundliche Ölabsorber.

Auf der Suche nach einer umweltfreundlichen Möglichkeit, Ölteppiche zu entfernen, haben die Forscher verschiedene Schwimmfarn-Arten verglichen. "Dass die Blätter dieser Pflanzen wasserabstoßend sind, war bereits bekannt, wir haben erstmals ihre Eigenschaft, Öl zu absorbieren, untersucht", so Claudia Zeiger, die die Studie am Institut für Mikrostrukturtechnik des KIT durchgeführt hat.

Bereits nach weniger als 30 Sekunden haben die Blätter die maximale Absorption erreicht und können zusammen mit dem aufgenommenen Öl abgeschöpft werden. Die Wasserpflanze mit dem biologischen Namen Salvinia besitzt an der Blattoberfläche Trichome – haarähnliche, zwischen 0,3 und 2,5 Millimeter lange Ausläufer. Beim Vergleich unterschiedlicher Salvinia-Arten zeigte sich, dass nicht etwa die Blätter mit den längsten Haaren besonders viel Öl absorbierten. „Ausschlaggebend für die Ölaufnahmefähigkeit ist die Form der Haarenden“, betonte Zeiger. Das meiste Öl absorbieren die Blätter der Schwimmfarn-Art Salvinia molesta, deren Haarenden in der Form eines Schneebesens miteinander verbunden sind.

Das neue Wissen über den Zusammenhang der Oberflächenstruktur der Blätter und ihre Ölabsorptionsfähigkeit wollen die Forscher nun nutzen, um das an ihrem Institut entwickelte Material Nanofur zu verbessern. Dieser Nanopelz aus Kunststoff ahmt den wasserabstoßenden und ölanziehenden Effekt von Salvinia nach, um Öl und Wasser zu trennen. Damit könnten zukünftig Ölverschmutzungen umweltfreundlich beseitigt werden.

Originalpublikation:
C.

Zeiger, I. C Rodrigues da Silva, M. Mail, M. N Kavalenka, W. Barthlott, H. Hölscher, Microstructures of superhydrophobic plant leaves – inspiration for efficient oil spill cleanup materials, Bioinspir. Biomim. (2016) – DOI: 10.1088/1748-3190/11/5/056003

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