Salvinia effect
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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.
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The Salvinia effect describes the permanent stabilization of an air layer upon a hierarchically structured surface submerged in water. Based on biological models (e.g. the floating ferns Salvinia, backswimmer Notonecta), biomimetic Salvinia-surfaces are used as drag reducing coatings (up to 30% reduction were previously measured on the first prototypes. When applied to a ship hull, the coating would allow the boat to float on an air-layer; reducing energy consumption and emissions. Such surfaces require an extremely water repellent super-hydrophobic surface and an elastic hairy structure in the millimeter range to entrap air while submerged. The Salvinia effect was discovered by the biologist and botanist Wilhelm Barthlott (University of Bonn) and his colleagues and has been investigated o
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En physique, l’effet Salvinia est un phénomène qui rend une surface superhydrophobe en la recouvrant d'une couche stable quand elle est immergée dans l'eau. Son nom vient du genre de la fougère aquatique Salvinia (de l'écrivain italien Antonio Maria Salvini) qui utilise cette technique pour flotter.
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Эффект Сальвинии описывает постоянную стабилизацию воздушного слоя на иерархически структурированной поверхности, погруженной в воду. Основываясь на биологических моделях (например, плавающие папоротники Salvinia, backswimmer Notonecta), биомиметические поверхности Salvinia используются в качестве покрытий для снижения сопротивления (до 30% снижение было ранее измерено на первых прототипах) ; при нанесении на корпус судна, покрытие позволит лодке плавать на воздушном слое, что способствует снижению потребления энергии и выбросов. Такие поверхности требуют чрезвычайно водоотталкивающей сверхгидрофобной поверхности и упругой волосистой структуры в миллиметровом диапазоне для улавливания воздуха при погружении. Эффект Сальвинии был обнаружен биологом и ботаником Вильгельмом Бартлоттом (Боннск
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Salvinia-Effekt
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Effet Salvinia
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Salvinia effect
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Эффект сальвинии
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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 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.
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The Salvinia effect describes the permanent stabilization of an air layer upon a hierarchically structured surface submerged in water. Based on biological models (e.g. the floating ferns Salvinia, backswimmer Notonecta), biomimetic Salvinia-surfaces are used as drag reducing coatings (up to 30% reduction were previously measured on the first prototypes. When applied to a ship hull, the coating would allow the boat to float on an air-layer; reducing energy consumption and emissions. Such surfaces require an extremely water repellent super-hydrophobic surface and an elastic hairy structure in the millimeter range to entrap air while submerged. The Salvinia effect was discovered by the biologist and botanist Wilhelm Barthlott (University of Bonn) and his colleagues and has been investigated on several plants and animals since 2002. Publications and patents were published between 2006 and 2016. The best biological models are the floating ferns (Salvinia) with highly sophisticated hierarchically structured hairy surfaces, and the back swimmers (e.g.Notonecta) with a complex double structure of hairs (setae) and microvilli (microtrichia). Three of the ten known Salvinia species show a paradoxical chemical heterogeneity: hydrophilic hair tips, in addition to the super-hydrophobic plant surface, further stabilizing the air layer.
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En physique, l’effet Salvinia est un phénomène qui rend une surface superhydrophobe en la recouvrant d'une couche stable quand elle est immergée dans l'eau. Son nom vient du genre de la fougère aquatique Salvinia (de l'écrivain italien Antonio Maria Salvini) qui utilise cette technique pour flotter. Utilisé aussi par la punaise d'eau Notonecta, cette technique pourrait par biomimétisme recouvrir la coque des bateaux qui flotteraient alors sur une couche d'air afin de réduire la résistance au courant : les premiers enduits prototypes ont montré une diminution de 30 % de la force de frottement. Une telle surface serait constituée de structures élastiques avec des poils recourbés jusqu'à plusieurs millimètres de long qui engloberaient la couche d’air sous l’eau, à l'instar des équivalents biologiques.
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Эффект Сальвинии описывает постоянную стабилизацию воздушного слоя на иерархически структурированной поверхности, погруженной в воду. Основываясь на биологических моделях (например, плавающие папоротники Salvinia, backswimmer Notonecta), биомиметические поверхности Salvinia используются в качестве покрытий для снижения сопротивления (до 30% снижение было ранее измерено на первых прототипах) ; при нанесении на корпус судна, покрытие позволит лодке плавать на воздушном слое, что способствует снижению потребления энергии и выбросов. Такие поверхности требуют чрезвычайно водоотталкивающей сверхгидрофобной поверхности и упругой волосистой структуры в миллиметровом диапазоне для улавливания воздуха при погружении. Эффект Сальвинии был обнаружен биологом и ботаником Вильгельмом Бартлоттом (Боннский университет) и его коллегами и был исследован на нескольких растениях и животных с 2002 года. Публикации и патенты были опубликованы в период с 2006 по 2016 год. Лучшими биологическими моделями являются плавающие папоротники (Salvinia) с очень сложными иерархически структурированными волосатыми поверхностями, и задние пловцы (например, Notonecta) со сложной двойной структурой волосков (setae) и микроворсинок (microtrichia). Три из десяти известных видов Salvinia демонстрируют парадоксальную химическую неоднородность: гидрофильные кончики волос, в дополнение к сверхгидрофобной поверхности растений, дополнительно стабилизируют воздушный слой.
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