text: Bionik und Biodiversität: Innovationen aus der Natur
  Der Bionische Öl-Adsorbierer BOA
  Biodiversity in change
  Superhydrophobe selbstreinigende Oberflächen:
  Lotus-Effekt® © W. Barthlott
  (Philip Morris Preis München 1999)
  Gleiten auf Luft im Wasser:
  Der Salvinia®-Effekt
  Salvinia®-Effekt (Quelle ©: W. Barthlott/
  Fraunhofer Umsicht/BMBF)
  Salvinia Molesta (Foto und © Kurt Wirz)
  Oil adsorption and transport on a leaf of Salvinia
  and the biomimetic application: the Floating
  bioinspired technical Oil Adsorber BOA for removal
  of oil split from water surfaces
  Schiffe, die nicht im Wasser, sondern auf einer Luft-Schicht durch die Ozeane gleiten, verbrauchen dank der reduzierten Reibung über 10% weniger Treibstoff. Im Verlauf unserer Jahrzehntelangen Oberflächenuntersuchungen identifizierten wir zwei Organismen, die den Wunschtraum permanent lufthaltender Schichten realisiert haben: ein Insekt, der Rückenschwimmer Notonecta und die Schwimmfarne Salvinia. Durch mikroskopische elastische superhydrophobe Schneebesen-Haare mit einer hydrophilen Spitze kann eine stabile Luftschicht unter Wasser gehalten werden (Wiki:Salvinia® Effekt ). Das komplizierte Prinzip und die technische Umsetzung des Salvinia®-Effekts wurden mit Physikern aus dem Bereich der Nanotechnologie (KIT Karlsruhe) und Strömungsmechanikern (Universität Rostock) aufgeklärt.
  Ölverschmutzungen und Ölfilme aus Gewässern entfernen:
  Ölverschmutzungen von Gewässern stellen ein weltweites Umweltproblem dar. In der medialen Wahrnehmung sind es vor allem die marinen Katastrophen verursacht von Öltankern und Bohrplattformen. Meist nur lokal beachtet werden die alltäglichen Kontaminationen von Binnengewässern, vorwiegend mit Diesel-, Heiz- oder Motoröl, die aber weltweit zu ökologisch hoch bedenklichen Störungen der sensitivsten Ökosysteme und Biotope führen und darüber hinaus unsere Trinkwasserversorgung gefährden.
  Mit diesem Problemfeld beschäftigt sich das von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) von 2019 bis 2022 geförderte Projekt der Universität Bonn in Kooperation mit der RWTH Aachen: Die Entwicklung eines auf dem Wasser flottierenden Bionischen Öl-Adsorbiers (BOA), der passiv ohne Energiezufuhr mit Funktionstextilien in der Lage ist, hoch effizient Öl aus Wasser zu adsorbieren und zur Entsorgung in einen Sammelbehälter zu transportieren. Diese neuartige Technologie kann vermutlich in geeigneter modifizierter Anwendung auch im marinen Bereich (z.B. Hafenbecken) und die Textilien bei der industriellen Oil-Water-Separation (z.B. Bilgenwasser) eingesetzt werden.
  Grundlage waren die nach der Entdeckung und bionischen Umsetzung des Lotus-Effektes und des Salvinia-Effektes seit 2008 an der Universität Bonn (AG Prof. W. Barthlott) durchgeführten Arbeiten zu effizienter Adsorption und schnellem passiven Transport von Öl auf biologischen Oberflächen. Es fanden sich dabei Organismen (vor allem Pflanzen), die mit teilweise höchst komplexer Oberflächenarchitektur (wie der Schwimmfarn Salvinia molesta) dazu optimal in der Lage sind. Folgend wurde in Bonn eine entsprechende bionische Technologie entwickelt und zum Patent angemeldet.
  In Zusammenarbeit mit der RWTH Aachen und einem Industriepartner wurden danach geeignete Funktionstextilien identifiziert, die bereits in 6 cm breiten Streifen überraschenderweise bis zu einem halben Liter Diesel-, Heiz- oder Motoröl pro Stunde von einer Wasseroberfläche in einen entsorgbaren Sammelbehälter transportieren. Ein kleiner (Durchmesser ca. 30 cm) flottierender prototypischer Bionischer Öladsorber kann mit sechs Adsorbtionstextil-Streifen stündlich umweltfreundlich, effizient und passiv bis zu 3 Liter Öl von einer Gewässeroberfläche entfernen.
  Die hohe Effizienz der ersten Prototypen lässt eine zeitnahe industrielle Produktion für die Oil-Water-Separation erwarten. Das Projekt zeigt erneut, welche überraschenden materialwissenschaftlichen Innovationen aus der so ungenügend erforschten biologischen Vielfalt ableitbar sind.