Snc lotus modul
- 1. Der Lotus-Effekt ® 1. April 2011
- 2. Selbstreinigende Oberflächen: Der Natur abgeschaut Quelle: Swiss Nano-Cube Nanostrukturierte Oberflächen mit selbstreinigenden Eigenschaften Detaillierte Informationen zum Thema sind in der Versuchsanleitung Lotuseffekt zu finden.
- 3. Inhalt Einführung Theoretische Grundlagen Intermolekulare Bindungen Oberflächenspannung Hydrophobie und hydrophober Effekt Das Lotusblatt (I): Oberflächenstruktur Das Lotusblatt (II): Kontaktwinkel Der Künstliche Lotus-Effekt ® Lernziele
- 4. Einführung Video: Lotusan: Technische Verwendung des Lotuseffekt www.sto.de Video Lotusan
- 5. Theoretische Grundlagen Intermolekulare Bindungen Bindungen zwischen Molekülen (nicht kovalent!). Verantwortlich für die Ordnung in Feststoffen und Flüssigkeiten. In Gasen existieren keine intermolekularen Bindungen. Unterteilung nach Bindungsstärke: Inoenbindungen (stark). Van der Waals Bindungen (schwach). Weitere Unterteilung der Van der Waals Bindungen: Dipol-Dipol Bindungen (stärker, z.B. bei Wassermolekülen). Londonsche Dispersionskräfte (schwächer, z.B. Ölen).
- 6. Theoretische Grundlagen Oberflächenspannung Quelle: Swiss Nano-Cube
- 7. Theoretische Grundlagen Hydrophobie und hydrophober Effekt Hydrophob: Griechisch für wasserabweisend. In der Chemie: Hydrophob steht für schwach Wasser bindend (z.B. Öle, Fette, Wachse). Hydrophober Effekt: Entsteht, wenn sich hydrophobe Moleküle in Wasser befinden. Dipol-Dipol Bindungen zwischen Wassermolekülen sind gegenüber den schwachen Londonschen Dispersionskräften bevorzugt. Wassermoleküle versuchen, möglichst viele Dipol-Dipol Bindungen untereinander einzugehen. Verringerung der Bindungsoberfläche zu den hydrophoben Molekülen, mit denen die Wassermoleküle nur schwache Bindungen eingehen können. Bildung von „Öltropfen“ im Wasser.
- 8. Theoretische Grundlagen Das Lotusblatt (I): Oberflächenstruktur Quelle: Swiss Nano-Cube Superhydrophob: Hydrophobie + Geringe Kontaktfläche Sehr geringe Haftung an der Oberfläche
- 9. Theoretische Grundlagen Das Lotusblatt (II): Kontaktwinkel Quelle: Swiss Nano-Cube
- 10. Theoretische Grundlagen Der Künstliche Lotus-Effekt ® (I) Der Lotus-Effekt ® bezeichnet die selbstreinigende Eigenschaft einer Oberfläche. Selbstreinigend bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Oberfläche durch Wasser ohne den Einsatz weiterer Substanzen gereinigt werden kann. Der Effekt ist nicht auf die Lotuspflanze beschränkt und kann auch künstlich erzeugt werden. Dabei werden die zu behandelnden Oberflächen künstlich rau gemacht, so dass ihre äusserste Schicht, ähnlich wie die Blätter der Lotuspflanze, eine im Nanometerbereich „hüglige“ Struktur aufweist.
- 11. Theoretische Grundlagen Der Künstliche Lotus-Effekt ® (II) Ein Verfahren zur künstlichen Herstellung superhydrophober Oberfläche ist das Sol-Gel-Verfahren. Ausgangsmaterial: Siliziumdioxid-Nanopartikel mit hydrophoben Seitenketten in stabiler Dispersion. Durch allmählichen Entzug des Dispersionsmittels bildet sich ein Gel, welches auf Oberflächen aufgetragen werden kann. Nachdem der Rest des Lösungsmittels verdunstet ist, bleibt eine raue, hydrophobe Oberflächenbeschichtung zurück Quelle: Swiss Nano-Cube
- 12. Lernziele Den Hydrophoben Effekt verstehen und erklären können, warum hydrophob nicht gleich wasserabweisend ist. Verstehen, was die besonderen Eigenschaften der Lotuspflanze sind. Das Sol-Gel-Verfahren beschreiben können. Erklären können, was superhydrophob bedeutet.