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Was steckt hinter Bionik bei Sto?

Die Idee, Natur intelligent zu nutzen

Sind Sie stolz, Herr Barthlott?

Vor über 40 Jahren stieß ein junger Botaniker in einem Heidelberger Gewächshaus auf eine interessante Entdeckung: Die Blätter der Lotus-Pflanze reinigen sich selbst. Diese Mikrostruktur wurde zum Vorbild für viele technische Oberflächen. Sie schützt unter anderem in unserer Fassadenfarbe Lotusan® Gebäude vor Schmutz und Feuchtigkeit. Der junge Forscher von damals, Willhelm Barthlott, ist jetzt Professor im Ruhestand. Aber in seiner Freizeit besucht er gerne botanische Gärten in aller Welt – und lässt sich dort den Lotus-Effekt vorführen.

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    Willhelm Bartlott ist Biologie-Professor im Ruhestand.

    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 Physike. 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 wurden. 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 abgeschossen, 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.

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    Widerspruch in sich: an der Mikrostruktur des Lotus-Blatts bleibt nichts haften.

    Die mediale Aufmerksamkeit war groß. Aber bevor es soweit 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 rauhe Oberfläche, an der nichts haftet, ist ein Widerspruch.

    Als ich 1975 begann, hat noch niemand über Bionik nachdachte, 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 zwanzig 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.

„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.

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    Immer wieder gelangen Ideen aus der Natur in das Entwicklungslabor von Sto.

    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.

  • Bionik. Unser Schritt voraus.

    Bionische Fassadenprodukte von Sto

    Seit 20 Jahren entwickeln wir bei Sto Produkte nach den effizientesten Lösungen der Natur. Unser Vorbild: 3430 Millionen Jahre Evolution, das ständige Optimieren durch Weiterentwicklung. Ihr Vorteil: strahlende Farbkraft, dauerhafter UV- und Witterungsschutz, sich selbst reinigende Fassaden – und ein längerer Lebenszyklus von Gebäuden. So vereinen wir Wirtschaftlichkeit und Ökologie. Das verstehen wir unter: bewusst bauen.

  • Wie eine neue Generation Farben sich selbst schützt

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    Fassadenfarben der Generation iQ – Intelligent Technology haben besondere Eigenschaften: Ihre Oberflächen schützen sich selbst vor Regen, Verschmutzung, Ausbleichen, Aufheizen und mehr. Und all dies ohne bioziden Filmschutz. Für diese umweltfreundlichen Innovationen sorgen mehr als 160 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in der Forschungs- und Entwicklungsabteilung bei Sto. Ganze drei Prozent unseres Umsatzes fließen in diesen Bereich.

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