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Einen schnellen Absprung geschafft

Tropfen auf Schmetterlingsflügel
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Immer trocken, immer sauber und – was zum Beispiel Flugzeugbauer interessiert – nur sehr schwer mit Eis zu bedecken: All das können superhydrophobe Oberflächen nach dem "Lotus-Effekt" bereits jetzt. Trifft dabei ein Tropfen die Oberfläche, spritzt er sehr schnell wieder weg.

Allerdings immer noch nicht schnell genug für ein Forscherteam um James Bird von der University Boston. Mit Hilfe zusätzlicher Rillen auf der Oberfläche haben sie es nun geschafft, die Zeit, während der der Tropfen in Kontakt mit der Oberfläche ist, noch einmal zu reduzieren. Dabei hatte man zuvor angenommen, dieser Reduktion seien natürliche Grenzen gesetzt.

Trifft ein Tropfen auf eine superhydrophobe Oberfläche ohne Rillen, dehnt er sich zunächst gleichförmig in alle Richtungen aus und zieht sich dann ebenso wieder zusammen. Dieser achsensymmetrische Prozess galt bisher in puncto Geschwindigkeit als Idealfall. Allerdings benötigt er trotzdem noch eine tropfenabhängige Mindestzeit.

Mit relativ groben Rillen, die den Tropfen zerteilen, schaffen es die Forscher nun, die Achsensymmetrie zu brechen, woraufhin sich die kleinen Überbleibsel viel schneller wieder zusammenziehen. Im abgefilmten Beispiel verringerte sich die Kontaktphase von 12,4 auf 7,8 Millisekunden.

Wie die Wissenschaftler herausfanden, weist unter anderem ein tropischer Morphofalter (Morpho didius) eine ähnliche strukturierte Oberfläche auf. Sie hilft ihm vielleicht dabei, den Einfluss von Regentropfen auf den schnellen Flügelschlag abzumildern.

Denn um den Küchentisch von Ketchupflecken reinzuhalten, ist eine solche Ultrahochoptimierung sicher nicht nötig. Sie könnte stattdessen überall dort nützlich sein, wo es tatsächlich auf jede Millisekunde ankommt. Die Turbinenschaufeln moderner Düsenflugzeuge drohen beispielsweise einzufrieren, wenn stark unterkühlte Wassertröpfchen auf sie einprasseln, heißt es in diesem ausführlichen "Nature"-Video (engl.) über die aktuelle Untersuchung der Bostoner Forscher.

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