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News: Tropfen unerwünscht

Trifft ein Tropfen auf eine Oberfläche, spritzt er in alle Richtungen davon, und nur ein Teil bleibt an Ort an Stelle. Ist der Untergrund aber abweisend genug, bleiben keine feuchten Spuren zurück.
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Es regnet. Tropfen für Tropfen fällt auf Blätter, Wege und Pfützen – und egal, wo sie aufschlagen, sie bleiben nie einfach "liegen", sondern spritzen auseinander. Nur ein Teil verläuft und benetzt die Oberfläche.

Sofern sie dies zulässt. Denn handelt es sich um ein wasserabweisendes Material, finden die Wassermoleküle auf der unpolaren Oberfläche keinen Halt und perlen ab. Ein Effekt, den jeder von gut gefetteten Entenfedern, Wachsüberzügen oder imprägnierten Regenjacken kennt.

Wenn die Unterlage aufgeraut und damit noch stärker wasserabweisend ist, dann bleibt sie sogar vollständig trocken, wie David Quéré vom Collège de France und seine Kollegen nun zeigen konnten. Die Wissenschaftler wollten die Kontaktzeit der aufprallenden Tropfen und die dafür verantwortlichen Faktoren ermitteln. Also verfolgten sie mit Hochgeschwindigkeitskameras das Schicksal der Flüssigkeitskügelchen: Bis zu 10 000 Mal pro Sekunde klackte der Auslöser. Herausgekommen ist eine Galerie verblüffend verformter Tropfengestalten, die sich möglichst vollständig vom abweisenden Untergrund zurückziehen.

Die Kontaktzeit ist demnach überraschenderweise unabhängig von der Aufprallgeschwindigkeit – sofern diese über 20 Zentimeter pro Sekunde liegt. Entscheidend ist vielmehr der Radius der Tropfen: Die kleinsten mit 0,1 Millimeter Radius berührten die Oberfläche kürzer als eine Millisekunde, während mit wachsender Größe dann auch die Kontaktzeit stieg – bei vier Millimeter Radius war es schon eine Zehntel Sekunde. Vor allem interessant ist aber, dass sie keine Spuren hinterließen – einmal gelöst, war der Untergrund wieder trocken.

Die an Eishockey-Pucks, Hochzeitstorten und Bowlingkegel erinnernden Gestalten verhalten sich damit weniger wie eine typische Flüssigkeit, als vielmehr wie eine Feder oder ein Flummi, auf jeden Fall aber wie ein elastischer Festkörper. Und vielleicht lassen sich diese Oberflächeneigenschaften der verwendeten Unterlage ja für einige interessante technische Anwendungen verwerten – zum Beispiel für neue Brillengläser, die auch bei Regen trocken bleiben.

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