Sind Sie stolz, Herr Barthlott?
Vor mehr als 40 Jahren machte ein junger Botaniker in einem Heidelberger Gewächshaus eine interessante Entdeckung: Die Blätter der Lotus-Pflanze reinigen sich selbst, denn Wassertropfen perlen daran einfach ab und reißen Schmutzpartikel mit sich.
Heute gilt der sogenannte Lotus-Effekt als Meilenstein in der Bionik - der Wissenschaft, die Wirkweisen der Natur auf technische Produkte überträgt. Die Fassadenfarbe Lotusan® der Firma Sto wurde zum Beispiel so entwickelt. Der junge Forscher von damals, Wilhelm Barthlott, ist heute Professor im Ruhestand. Er erzählt von der bewegten Geschichte seiner Entdeckung:
Herr Barthlott, wie haben Sie den Lotus-Effekt entdeckt?
Das war in den 70er-Jahren, ich war Doktorand und Forschungsassistent in Heidelberg. Gerade waren die ersten
Rasterelektronenmikroskope auf den Markt gekommen. Die fand ich toll, denn damit konnte ich Feinstrukturen von Pflanzen erkennen und systematisieren. Man sieht damit zum Beispiel, dass Kakteen mit Nelken verwandt sind …
Ich holte also Blätter aus den Gewächshäusern. Für tolle
elektromikroskopische Aufnahmen müssen die sauber sein – ohne Dreck, Staub oder Krusten von Gießwasserrückständen. Und da fiel mir auf: Manche Blätter musste ich nicht reinigen. Dabei standen sie im gleichen Gewächshaus, nebeneinander.
Der Grund war der Selbstreinigungseffekt der Lotus-Pflanze, eine komplizierte Mikrostruktur, die Wasser und Schmutz einfach abperlen lässt.
Für die Entdeckung des Lotus-Effekts haben Sie viele Preise bekommen. Wieso hat das so eingeschlagen?
Weil es völlig unerwartet kam. Kein Wissenschaftler kannte den Lotus-Effekt zuvor, weder die Biologen noch die Physiker. Die hatten nur eine Theorie, aber keine reale Oberfläche oder gar ein Produkt.
Der Lotus-Effekt hat ein unglaubliches wirtschaftliches Potenzial, denn er ist sehr effektiv und ließ sich technisch einfach nachbilden, für Oberflächen in verschiedensten Industriebereichen. Er ist relevant für die Umwelt, weil er viele Gifte ersetzt. Und er lässt sich visuell sehr gut darstellen.
Wieso war es wichtig, dass sich Ihre Forschung gut visuell darstellen lässt?
Weil es dazu beigetragen hat, dass das Fernsehen auf uns aufmerksam wurde. Der Wissenschaftsjournalist Ranga Yogeshwar spielte dabei sehr früh eine wichtige Rolle, zu ihm habe ich bis heute guten Kontakt. Er hatte damals gerade sein Physikstudium in Aachen abgeschlossen, arbeitete schon beim WDR und hat über den Lotus-Effekt wieder und wieder berichtet: im Lufthansa-Magazin, später in „Quarks & Co“, in der Sendung „Wissen vor acht“ direkt vor der Tagesschau und bei Galileo.
Dadurch wurden auch andere Sender wie RTL, Deutschlandfunk, ORF, BBC und Arte aufmerksam. Und dann kam innerhalb eines Vierteljahres die Industrie auf uns zu: unter anderen BASF, Bayer-Leverkusen, Degussa-Evonik, Erlus, Procter & Gamble. Und am wichtigsten war die Firma Ispo, die später in Sto überging.
Die mediale Aufmerksamkeit war groß. Aber bevor es so weit kam, mussten Sie sich fast 20 Jahre in der Wissenschaft stark durchsetzen …
Allein fünf renommierte Zeitschriften lehnten unsere Forschungsartikel ab. Das waren meistens Physiker. Die schrieben unter anderem: „The so called Lotus-Effekt only exists in the fantasy of the authors“. Ich habe mich verdammt geärgert. Viele Jahre später rief eine dieser Zeitschriften wieder an, weil sie für einen Hintergrundartikel über diese wichtige Entdeckung recherchierten. Da habe ich gesagt: „Jetzt wäre es wohl besser, wenn Sie den Originalbeitrag damals veröffentlicht hätten!”
Wieso war es so schwierig?
Weil der Lotus-Effekt so aus der Reihe fällt. Es ist so total überraschend, wenn Sie auf die Lotus-Pflanze Dreck tun und der rollt einfach ab. Eine raue Oberfläche, an der nichts haftet, ist ein Widerspruch.
Als ich 1975 begann, hatte noch niemand über Bionik nachgedacht und darüber, was die Natur alles kann. Das Forschungsgebiet ist ja gar nicht so alt. Ich habe ja selbst lange Zeit nicht verstanden, was ich da entdeckt hatte. Ich dachte erst, ich hätte etwas Neues in der Biologie entdeckt. Aber auf die Idee, dass auch die Physiker und Materialwissenschaftler den Lotus-Effekt nicht kennen, bin ich nicht gekommen.
Nach meiner Entdeckung dauerte es etwa 20 Jahre, bis die Gespräche anfingen. Zum Beispiel bei einem Institut für Oberflächen-Physik. Ich war dann Professor in Berlin. Die Antwort war immer die gleiche. “Also das können wir uns gar nicht vorstellen. Das kann nichts Physikalisches sein. Das funktioniert doch eigentlich gar nicht der Physik nach, das muss irgendwie an das Leben gebunden sein.” Die hatten das überraschende Prinzip nicht verstanden.
Dann fingen wir an, Prototypen zu bauen. Polymer-Oberflächen mit einer komplizierten Mikroarchitektur, hydrophobiert. Und das funktionierte.
Die Firma Sto hat das bionische Denken weitergeführt. Die Fassadenfarbe StoColor Dryonic® ist ein weiteres Beispiel dafür, wie Ideen aus der Natur aufgegriffen werden. Sind Sie stolz darauf?
Ich bin natürlich am meisten immer noch stolz auf Lotusan®. Aber ich freue mich, dass Unternehmen diese Idee aufgegriffen haben, denn das machen nicht alle.
Sehen Sie: Die Natur hat Millionen Jahre Zeit, ganz im Gegensatz zu einem Industrieunternehmen. Das muss zielorientiert vorgehen. Die Eigenschaft des Lotus-Effekts hätten Sie mit einer gezielten Forschungsaufgabe nie gefunden, die war ja nicht bekannt.
Sto hat sehr früh erkannt, welches umweltrelevante Potenzial in biologischen Konstruktionen und Prinzipien für die Technik steckt. Das ist wirklich ein Paradebeispiel unter den deutschen Unternehmen.
„The so called Lotus-Effect only exists in the fantasy of the authors“
Viele Wissenschaftler reagierten skeptisch, als Willhelm Barthlott den Lotus-Effekt entdeckte. Erst kürzlich, viele Jahre später, berichtet die amerikanische Zeitschrift Botany One, dass seine Publikation des Lotus-Effektes von 1997 weltweit an vierter Stelle der am meisten in den vergangenen zwanzig Jahren in wissenschaftlichen Zeitschriften zitierten Arbeiten steht: Google Scholar zitiert rund beinahe 6000 Fachpublikationen. Der Suchbegriff „Lotus Effekt“ gibt ein paar Millionen Treffer bei Google.
