Forschung

Forschungsschwerpunkte: Biodiversitätsforschung: globale Artenvielfalt und Biodiversität im Wandel, Taxonomie, Bionik: superhydrophobe Oberflächen wie Lotus-Effekt in Biologie und ihre technische Anwendung

Wilhelm Barthlott ist ein deutscher Botaniker, Biodiversitätsforscher und Bioniker. Er zeichnet sich durch zahlreiche wissenschaftliche Arbeiten in der Biodiversitätsforschung – wie beispielweise Weltkarten der Artenvielfalt im Wandel, Systematik und Tropenökologie – aus. Er ist einer der Pioniere der Raster-Elektronenmikroskopie und hat durch seine Arbeiten an superhydrophoben Oberflächen (Lotus-Effekt und Salvinia-Effekt) zu einem Paradigmenwechsel in der Bionik und den Materialwissenschaften beigetragen.

Als erster Botaniker setzt Wilhelm Barthlott die Raster-Elektronenmikroskopie seit 1970 systematisch zur Erforschung pflanzlicher Oberflächen ein. Daraus entwickelte er ab den 1980er Jahren den Schwerpunkt zur Erforschung pflanzlicher Grenzflächen. Im Ergebnis konnte er insbesondere den Selbstreinigungseffekt superhydrophober mikro- und nanostrukturierter Oberflächen entdecken und benannte diesen 1992 als „Lotus-Effekt“. Es gelang Barthlott, nach biologischen Vorbildern technische Oberflächen mit selbstreinigenden Eigenschaften zu entwickeln. Diese wurden unter dem Markennamen „Lotus-Effekt“ auch ein wirtschaftlicher Erfolg.

Die grundlegenden Arbeiten zum Lotus-Effekt führten zu einem Paradigmenwechsel in den Materialwissenschaften und zählen heute in den Pflanzen- und Materialwissenschaften zu den weltweit am häufigsten zitierten Arbeiten. Die Physik der scheinbar einfachen Selbstreinigung ist jedoch bis heute nicht vollständig verstanden. 2022 gelang Wilhelm Barthlott der Nachweis, dass es superhydrophobe Cyanobakterien gibt und der Lotus-Effekt vermutlich bereits eine wichtige Rolle als wesentlicher Treiber bei der Eroberung neuer Lebensräume an Land vor mehr als einer Milliarde Jahren spielte.

Weitere Arbeiten führten Wilhelm Barthlott zur Entdeckung des nach dem gleichnamigen Schwimmfarn benannten Salvinia-Effekts. Dabei wird am Schiffsrumpf eine permanente Luftschicht gehalten. Die durch „passiv air lubrication“ entstehende Reibungsreduktion reduziert den Kraftstoffverbrauch von Schiffen und damit die Abgasemissionen erheblich. Zudem vermindert die Luftbarriere den unerwünschten Bewuchs von Unterwasserstrukturen durch Mikroorganismen, Pflanzen, Algen und Tiere und mindert Schiffslärm. Der Salvinia-Effekt wurde vom ihm ab 2018 zur Adsorbtion und rückstandsfreien Entsorgung (BOA: Bionic Oiladsorber) von Gewässeroberflächen weiterentwickelt.

Ein weiteres Arbeitsgebiet ist die globale Kartierung von Biodiversität und deren makroökologischen kausalen Abhängigkeiten. Barthlotts Weltkarte der Biodiversität ist inzwischen in zahlreiche Lehrbücher eingegangen.

Werdegang

• seit 2011 Professor Emeritus
• 1985-2011 Professor, Botanisches Institut (seit 2003: Nees-Institut für Biodiversität der Pflanzen) sowie Direktor, Botanische Gärten, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
• 1982-1985 Professor, Freie Universität Berlin
• 1981 Habilitation, Universität Heidelberg
• 1973 Promotion in Biologie, Universität Heidelberg
• 1968-1973 Studium der Biologie, Universität Heidelberg

Projekte

• seit 2005 Fördermaßnahme „Bionische Innovationen für nachhaltige Produkte und Technologien (BIONA)“, Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
• 2004-2010 Mitglied, Bionik-Kompetenz-Netz (BIOKON), BMBF
• 2000-2010 Projekt „BIOTA Africa (BIOdiversity, Transect, Analysis)“, BMBF

Funktionen

• seit 2022 Mitglied, Editorial Board, Droplet
• 2011 Biodiversitätsnetzwerk Bonn / Rhein-Sieg (BION)
• 2010-2015 Mitglied, Editorial Board, Beilstein Journal of Nanotechnology
• 2010 Gründungsmitglied, Board, sowie Direktor, International Society of Bionic Engineering (ISBE), Changchun, China
• 1987-2004 Fachgutachter, Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Auszeichnungen und Mitgliedschaften

• 2019 Validierungspreis, Auszeichnung für Bionik-Projekt, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Universität Rostock, Karlsruher Institut für Technologie sowie BMBF
• 2007 Maecenas-Medaille, Universitätsclub Bonn
• 2006 Erster Preis, Hochschulwettbewerb „Patente Erfinder“, Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung, Land Nordrhein-Westfalen, Düsseldorf
• 2005 Innovationspreis, BMBF
• 2004-2005 Scientist in Residence, Universität Duisburg-Essen
• 2002 Cactus d’Or, International Organization for Succulent Plant Study
• 2001 Treviranus-Medaille, Verband Deutscher Biologen
• 2001 GlobArt Award für grenzüberschreitendes innovatives Denken, GlobArt, Wien, Österreich
• seit 1999 Mitglied, Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina
• 1999 Philip Morris Forschungspreis, Philip Morris Stiftung, Essen
• 1999 Deutscher Umweltpreis, Deutsche Bundesstiftung Umwelt
• 1998 Nominierung, Deutscher Zukunftspreis, Preis des Bundespräsidenten für Technik und Innovation
• 1998 Orden Andrés Bello, Venezuela
• seit 1997 Mitglied, Nordrhein-Westfälische Akademie der Wissenschaften und der Künste, Düsseldorf
• 1997 Karl Heinz Beckurts-Preis für wirtschaftlich-innovative Grundlagenforschung, Karl Heinz Beckurts-Stiftung, Garching
• seit 1991 Auswärtiges Mitglied, Linnean Society of London, London, UK
• seit 1990 Ordentliches Mitglied, Akademie der Wissenschaften und der Literatur Mainz