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Zürich - Wassertropfen bilden beim raschen Gefrieren eine Art Heiligenschein (Halo) - das haben Forscher der ETH Zürich nun herausgefunden und im Journal "PNAS" beschrieben. Die Erkenntnisse sollen dabei helfen, eishemmende Beschichtungen für Oberflächen zu entwickeln. Denn auf Flugzeugtragflächen, glatten Böden oder technischen Geräten wie Windkraft-Rotorblättern kann eine Eisschicht gravierende Folgen für Sicherheit und Funktionstüchtigkeit haben.
Für seine Doktorarbeit hatte Stefan Jung unzähligen Tropfen bei der Eisbildung mit Hilfe von Mikroskop und Hochgeschwindigkeitskamera zugeschaut und dabei eines Tages gesehen, wie sich ein heller Ring auf der Unterlage rund um den gefrierenden Wassertropfen bildete. Gemeinsam mit Manish Tiwari untersuchte der Forscher "unterkühlte" Tropfen, also anfangs noch flüssige, aber schon minus 14 Grad Celsius kalte Wassertropfen. Es zeigte sich, dass die Temperatur der Tropfen rasant auf Null Grad ansteigt. Dabei wird Wärme und eine geringe Menge an Wasserdampf frei und es entsteht um die gefrierenden Wassertropfen ein runder Teppich aus Mikrotröpfchen.
Dieser Halo verdunstet rasch wieder oder gefriert vom Ursprungstropfen her zu einer Art ringförmiger Eisblume - dies hängt u.a. von der Oberfläche ab, auf der sich der Wassertropfen befindet. "Von oben sieht das Eis aus wie ein Heiligenschein oder wie der Planet Saturn", erklärte Studienleiter Dimos Poulikakos. Die Filmaufnahmen des Forschungsteams zeigten weiters, dass sich die Halos beim Vereisen gegenseitig anstecken: Berührt der Eisring um einen Tropfen einen Nachbartropfen, so gefriert auch dieser und bildet einen Halo.
Der Dominoeffekt kann zur Vereisung ganzer Flächen führen - ein Effekt, der bei Flugzeugtragflächen schlussendlich verheerende Folgen haben kann, den Absturz des Flugzeuges. Hier wollen die Forscher ansetzen und schlussendlich den "Traum einer multifunktionalen Oberfläche" schaffen, "die auf Feuchtigkeit, Eis und Schmutzpartikel gleichermaßen abweisend wirkt", so Tiwari. (red, derStandard.at, 23.9.2012)
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