Salvinia-Effekt

Der Salvinia-Effekt beschreibt die dauerhafte Stabilisierung einer Luftschicht auf einer Oberfläche unter Wasser. Basierend auf biologischen Vorbildern (z. B. den Schwimmfarn (Salvinia), oder den Rückenschwimmer (Notonecta)) eröffnen biomimetische technische Salvinia-Oberflächen u. a. die Möglichkeit der Beschichtung von Schiffen, die reibungsreduziert (erste prototypische Oberflächen zeigten eine Reibungsreduktion von bis zu 30 %) auf einer Luftschicht durch das Wasser gleiten und Energie und Emissionen einsparen. Weitere Anwendungen sind die Adsorption von Öl zum Entfernen von Ölfilmen auf Gewässern und Unterwassersensoren wie neuartige Hydrophone.

Voraussetzungen sind extrem wasserabstoßende superhydrophobe Oberflächen mit bis zu mehrere Millimeter langen haarartigen gekrümmten und elastischen Strukturen, die unter Wasser die Luftschicht einschließen. Der Salvinia-Effekt wurde von dem Biologen und Bioniker Wilhelm Barthlott (Universität Bonn) und Mitarbeitern entdeckt und seit 2002 systematisch an Tieren und Pflanzen untersucht; Grundlage war der in der gleichen Arbeitsgruppe früher entdeckte Lotus-Effekt. Publikationen und Patentierungen erfolgten zwischen 2006 und 2016. Die Schwimmfarne (Salvinia) mit extrem kompliziert geformten Haaren und die Rückenschwimmer der Gattung Notonecta mit einer komplexen Doppelstruktur aus Haaren (Setae) und Microvilli erwiesen sich als geeignete biologische Vorbilder. Drei der etwa zehn bekannten Salvinia-Arten zeigten darüber hinaus die erstaunliche, scheinbar paradoxe Besonderheit einer chemischen Heterogenität: hydrophile Haarspitzen, die die Luftschicht zusätzlich stabilisieren.