Spezialbeschichtung sorgt für hygienische Verhältnisse

Wenn Tröpfchen auf eine harte Oberfläche auftreffen, spritzt es, wobei die flüssigen Fragmente in jede Richtung verteilt werden.

Sterilität und Hygiene erwünscht

Solange eine Flüssigkeit gezielt über einen weiten Bereich verteilt werden soll, ist das in Ordnung. In Umgebungen mit hohen hygienischen Anforderungen ist dieser Effekt jedoch komplett unerwünscht. Beispiele hierfür sind Krankenhäuser, häufig frequentierte öffentliche Toiletten oder Bereiche, in denen mit Lebensmitteln oder toxischen Flüssigkeiten gearbeitet wird.

Anfängliches Verhalten auf allen Oberflächen gleich

Forscher der Universität Oxford haben herausgefunden, dass das Spritzen eines Tropfens unterdrückt wird, wenn die Oberfläche aus einem weichen Material wie etwa einem Gel oder Gummi besteht. Sie bombardierten eine Reihe von weichen Silikongele mit unterschiedlicher Steifigkeit mit Ethanoltropfen und verglichen das Spritzverhalten mit dem von Tropfen, die auf eine harte Oberfläche auftrafen. Während des anfänglichen Aufpralls verhalten sich die Tropfen auf allen Oberflächen gleich: Sie flachen ab und beginnen, sich wie ein Pfannkuchen auszubreiten.

Je weicher, desto mehr Energie ist erforderlich

Bei harten Oberflächen zerfällt der äußere, dünnere Fluidrand dann in ein feines Spray an winzigen Tropfen. Wie das Team berichtete, brauchen Flüssigkeitstropfen beim Aufprall auf eine weiche Oberfläche bis zu 70 Prozent mehr kinetische Energie, um in kleinere Tröpfchen zu zerplatzen als auf einer harten Oberfläche. Ursache ist, dass bei der Verformung weicher Schichten Energie abgeleitet wird.

Effektive Spritzverhinderung

Folglich können Materialien wie weiche Silikongele und Elastomere als einfache Beschichtungen für eine effektive Spritzverhinderung eingesetzt werden.

Mehr zu der Studie lesen Sie in: Physical Review Letters 117, 2016.