Für einen Schmetterling kann sich selbst der geringste sintflutartige Regenguss anfühlen, als würde er von einer Flut von Bowlingkugeln geschleudert. Und wenn die Insekten in Deckung gehen, kann auch die geringste Restfeuchtigkeit, die ihre hauchdünnen Flügel berührt, ihre Flugfähigkeit beeinträchtigen. Glücklicherweise entwickelten die kleinen Tiere einzigartig strukturierte Flügel, die Wasser und Schmutz abweisen.
Wissenschaftler wissen das schon seit einiger Zeit. Aber es sind die bemerkenswerten Flügelspannweiten des blauen Morpho-Schmetterlings, einer tropischen Art, die in den Regenwaldregionen Mittel- und Südamerikas heimisch ist und die Wissenschaftler seit kurzem besonders interessieren. Es hat sich herausgestellt, dass die speziellen Rillenmuster auf der Oberfläche, ähnlich wie bei Kapuzinerkresseblättern, Flüssigkeiten mit einer Geschwindigkeit abweisen, die sogar die angekündigten Fähigkeiten des Lotusblatts zum Abwerfen von Wasser übertrifft.
"Seit Jahren kopiert die Industrie den Lotus. Sie sollten darüber nachdenken, Schmetterlinge und Kapuzinerkressen zu kopieren", sagt MIT-Ingenieurprofessor Kripa Varanasi gegenüber BBC News . "Wir glauben, dass dies die bisher am stärksten hydrophoben Oberflächen sind."
Varanasi ist vor allem als Leiter des Forschungsteams bekannt, das LiquiGlide entwickelt hat, eine Technologie für rutschige Oberflächen, mit der Ketchup problemlos aus der Flasche rutschen kann. Seine neuesten Erkenntnisse, die in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurden, zeigen, dass ein anderes Material, das diese zusätzliche Falte aufweist, in der Tat das wasserfesteste Material der Welt ist.
Wie funktioniert dieses neuartige Material? Wie im Video gezeigt, weist die Siliziumoberfläche erhabene Rippen auf, die nicht mehr als 0, 1 Millimeter (1 / 250stel Zoll) hoch sind und dazu führen, dass herabfallende Wassertropfen wie ein Pfannkuchen abgeflacht werden, bevor sie sofort in kleinere, verstreute Tröpfchen zerfallen. Je kleiner die Tröpfchen sind, desto schneller prallen sie von einer Oberfläche ab. Die Zeit, die die Flüssigkeit mit dem Material in Kontakt kommt, ist auf diese Weise erheblich kürzer - etwa ein Drittel weniger als bei anderen wasserabweisenden Materialien.
Gutschrift: Bildschirmaufnahme von der Videodemonstration
Was ist der große Vorteil eines Materials, das trockener bleibt als der Rest? Da kleinere Tröpfchen leicht abgestoßen werden, bedeutet weniger Wasser auf einer Oberfläche eine geringere Wahrscheinlichkeit der Frostbildung. Kommerziell wäre ein solches Material für die Luftfahrtindustrie von besonderem Interesse. Ingenieure sind ständig auf der Suche nach Möglichkeiten, um die Bildung von Eis auf den Tragflächen der Flugzeuge zu verhindern. Diese gefrorene Schicht kann den Luftstrom verändern und das Flugzeug in ein Stocken geraten lassen. Vereisungsschutzsysteme, die das Eis zum Schmelzen bringen, sind bereits in Flugzeugen eingebaut, um solchen Problemen entgegenzuwirken. Eine superhydrophobe Beschichtung würde jedoch einen zusätzlichen Schutz gegen das Risiko bieten. Die geriffelte Textur könnte auch auf die Schaufeln von Windturbinen aufgebracht werden, um die Leistung und die Stoffe zu verbessern. Dies könnte verwendet werden, um Kleidung zu entwerfen, die uns besser vor den Elementen schützt.
Im Moment arbeiten Varanasi und sein Forschungsteam an strukturellen Verbesserungen, von denen sie hoffen, dass sie das Material noch wasserbeständiger machen. Sie glauben, dass die Erhöhung der Anzahl der Grate den Trick tun kann. "Ich hoffe, wir können eine Verkürzung der Kontaktzeit um 70 bis 80 Prozent erreichen", heißt es in einer Pressemitteilung. "Wir können es weiter reduzieren."
