Flüssigkeiten können nicht nur fließen, sondern auch rutschen

04.06.2003 - (idw) Universität des Saarlandes

- Schwerpunktprogramm DFG

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützt ab Anfang 2004 wieder vierzehn neue Schwerpunktprogramme. Ziel ist es, Wissenschaftler unterschiedlicher Forschungseinrichtungen und -felder im Rahmen eines thematisch definierten Projektes zusammenzuführen und zu fördern. Prof. Dr. Karin Jacobs (Physik an der Universität des Saarlandes) und Privatdozent Dr. Hendrik C. Kuhlmann (Zentrum für Angewandte Raumfahrttechnik und Mikrogravitation an der Universität Bremen) leiten gemeinsam das Schwerpunktprogramm "Nano- und Mikrofluidik: Von der molekularen Bewegung zur kontinuierlichen Strömung".
Das Projekt wird von der DFG für die ersten 2 Jahre, von 6 möglichen Jahren, mit einer Summe von etwa 3 Millionen Euro unterstützt. Ab Juni können sich nun bundesweit alle interessierten wissenschaftlichen Institutionen bewerben, an diesem Thema mitzuforschen. Informationen dazu gibt es im Internet unter: http://www.softmatter.de

Bei dem unter Saarbrücker Beteiligung geleiteten Projekt geht es darum, Eigenschaften von Flüssigkeiten auf kleinster Skala zu charakterisieren und zu verstehen. Wie festgestellt wurde, können Flüssigkeiten so manipuliert werden, dass sie nicht nur fließen, sondern auch auf ganz bestimmten Oberflächen entlang rutschen. Dies gelingt, indem man die Reibung, die zwischen Flüssigkeit und Unterlage auftritt, beeinflusst. Darüber hinaus ist die Benetzbarkeit der Unterlage eine wichtige Eigenschaft, die ebenfalls verändert werden kann. Ein Beispiel für eine solche Benetzbarkeit ist, wenn man versucht, mit Wasserfarben auf einer Porzellan- oder Kunststoffoberfläche zu malen. Die Farben perlen ab beziehungsweise rutschen als Tropfen am Material vorbei und benetzen es nicht. Aus den charakteristischen Tropfenmustern, die beim Abperlen entstehen, können Informationen über die dynamischen Eigenschaften und molekularen Wechselwirkungen der beteiligten Materialien gewonnen werden.
Diese Kenntnisse bringen Fortschritte in den unterschiedlichsten Bereichen. Beispielsweise in der Medizin bei der "lab-on-a-chip"-Methode. Hier wird es in Zukunft möglich sein, einen einzigen Blutstropfen auf einer größeren Fläche so zu verteilen, dass er sich für eine Vielzahl von Untersuchungen auswerten lässt.
Der Feuerwehr kommen heute schon experimentelle Ergebnisse zugute: Es gibt Substanzen, die in millionstel kleiner Konzentration dem Löschwasser zugesetzt, bewirken, dass die Spritzweite beziehungsweise Spritzhöhe erheblich vergrößert wird. Wahrscheinlich liegt es daran, dass die Oberflächenreibung zwischen Wasser und Schlauch erheblich verringert und dadurch der Druckabfall entlang des Schlauches kleiner ist. So können auch höher gelegene Stockwerke ohne Leiter erreicht werden. Die genaue Ursache dieses Effektes ist wohl in den molekularen Wechselwirkungen zwischen Flüssigkeit und Schlauchwand zu suchen.

Bei dem Schwerpunktprogramm sollen nun neue Modelle und Methoden zur Erfassung und Beschreibung dieser und ähnlicher Phänomene erarbeitet werden. Die genauen Forschungseinheiten werden jedoch erst in einigen Monaten, nach Auswahl der Projekte durch ein Gutachterverfahren, festgelegt.

Des Weiteren soll mit diesem Projekt die Zusammenarbeit zwischen Naturwissenschaftlern und Ingenieuren verbessert und gefördert werden.

Sie haben Fragen? Dann setzen Sie sich bitte in Verbindung mit:
Prof. Dr. Karin Jacobs
Tel.: 0681/ 302-64 888 oder E-mail: k.jacobs@ physik.uni-saarland.de