Auf den richtigen Winkel kommt es an #
Aerosolphysiker erforschen Benetzungseigenschaften von Nanoteilchen bei der Wolkenentstehung#
Foto: Universität Wien
Eine wichtige Eigenschaft von Oberflächen ist ihre Benetzbarkeit durch Flüssigkeiten. Makroskopische Objekte wie Pflanzen sind im Zusammenhang mit der Kapillarität auf besonders gute Benetzbarkeit angewiesen, die Flugeigenschaft von Vögeln ist wiederum von möglichst geringer Benetzung der Flügel abhängig. Als Faustregel gilt: Gute Benetzbarkeit entspricht kleinen Kontaktwinkeln zwischen Oberfläche und Flüssigkeitstropfen. Die Benetzbarkeit hängt aber auch von Krümmungseigenschaften der beteiligten Oberflächen ab. Diese Effekte machen sich vorwiegend bei der Benetzung von Nanoteilchen bemerkbar, was z.B. bei der Wolkenentstehung eine Rolle spielt. Forschern der Universität Wien und des Brookhaven National Laboratory in New York ist es nun erstmals gelungen, Kontaktwinkel an Nanoteilchen direkt zu bestimmen. Dieser wichtige Beitrag zum Verständnis der Benetzbarkeit von Objekten im Nanometerbereich ist im renommierten Fachmagazin Scientific Reports erschienen.
Makroskopische Kontaktwinkel können mittels mehrerer unterschiedlicher Methoden gemessen werden. Dagegen gibt es kaum Informationen über Kontaktwinkel im mikroskopischen Bereich. Bei Tröpfchen in annähernd molekularem Größenbereich weisen die Randlinien der Tröpfchen (Kontaktlinien) derart hohe Krümmungen auf, dass durch molekulare Wechselwirkungen eine zusätzliche Kraft (entsprechend einer zugehörigen Linienspannung) auftritt, die zu Verzerrungen der Kontaktlinie führen kann. Dadurch können sich im mikroskopischen Bereich wesentliche Veränderungen von Kontaktwinkeln und Benetzungseigenschaften ergeben.