Nachrichten aus der Fakultät

Das Verhalten von fallenden Tropfen: To splash or not to splash?

17.05.2021
Von: Prof. Dr. Mikhail Chamonine, Veronika Krause

Der Deutsche Akademische Austauschdienst und die Slovenian Research Agency fördern ein Kooperationsprojekt der OTH Regensburg und Universität Ljubljana, um die Wechselwirkung zwischen Flüssigkeiten und Feststoffen zu erforschen.

Das Schicksal eines fallenden Ethanoltropfen hängt davon ab, ob ein ausreichend großes Magnetfeld angelegt wird. Kein Magnetfeld (links): Der Tropfen breitet sich auf der Elastomeroberfläche aus. Magnetfeld ist vorhanden (rechts): Es entstehen Spritzer. Hier sind kleine Tröpfchen zu beobachten, welche durch die zwei Ellipsen hervorgehoben sind.

Das Schicksal eines fallenden Ethanoltropfen hängt davon ab, ob ein ausreichend großes Magnetfeld angelegt wird. Kein Magnetfeld (links): Der Tropfen breitet sich auf der Elastomeroberfläche aus. Magnetfeld ist vorhanden (rechts): Es entstehen Spritzer. Hier sind kleine Tröpfchen zu beobachten, welche durch die zwei Ellipsen hervorgehoben sind. Grafik: Gaia Kravanja

Den Materialwissenschaftler*innen Prof. Dr. Mikhail Chamonine und Inna Belyaeva aus dem Labor für Intelligente Materialien und Strukturen der Fakultät Elektro- und Informationstechnik der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg (OTH Regensburg) ist es gelungen, eine neuartige Elastometerbeschichtung zu entwickeln.

In Zusammenarbeit mit der slowenischen Universität Ljubljana und dem Jožef Stefan Institut (Doktorandin Gaia Kravanja, Doktorand Luka Hribar, Prof. Dr. Irena Drevenšek-Olenik und Prof. Dr. Matija Jezeršek) tragen sie mit ihrer Entwicklung dazu bei, durch Anlegung eines technisch leicht realisierbaren Magnetfeldes das Spritzverhalten von Ethanoltropfen signifikant zu beeinflussen. 

Das Verhalten von Tropfen beim Auftreten auf Feststoffen stellt ein wichtiges Forschungsproblem in Bezug auf die Wechselwirkung zwischen Flüssigkeiten und Feststoffen dar: „Wenn ein fallender Flüssigkeitstropfen auf eine feste Oberfläche trifft, kann sich der Tropfen abflachen und gleichmäßig ausbreiten oder einen zerrissenen Spritzer erzeugen. Beide Phänomene sind für verschiedene Anwendungen wie zum Beispiel beim Tintenstrahldruck, zur Verhinderung der Übertragung von Krankheiten durch Vernebelung kontaminierter Flüssigkeiten oder zur Brandbekämpfung von entscheidender Bedeutung. In der Regel ist es nicht möglich das Spritzverhalten auf den Oberflächen dynamisch und reversibel zu verändern, da sich die Oberflächeneigenschaften nicht leicht verändern lassen“, erklärt Prof. Dr. Chamonine.

Die Autor*innen stellen ihre Ergebnisse in einem kürzlich erschienenen Artikel in der renommierten Fachzeitschrift "Advanced Materials Interfaces" dar. Ein Video, das den beobachteten Effekt demonstriert, ist online verfügbar. Die Zusammenarbeit wurde vom Deutschen Akademischen Austauschdienst und der Slovenian Research Agency gefördert. In diesem Kooperationsprojekt sind auch Studierende aktiv beteiligt. So hat zum Beispiel auch Dominik Brandl, Masterstudent der Fakultät Elektro- und Informationstechnik, einen Forschungsaufenthalt an dem Jožef Stefan Institut im Jahr 2020 absolviert. Das Kooperationsprojekt läuft noch bis Ende 2021 weiter.

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