Wenn Wasser aufwärts durch ein Labyrinth fließt, dann hat das etwas mit dem Leidenfrost-Effekt zu tun. Der ist nach dem Mediziner Johann Gottlob Leidenfrost benannt, der das Phänomen im 18. Jahrhundert beschrieben hat. Ihr könnt es aber auch leicht selbst ausprobieren: Lasst einfach einen Tropfen Wasser auf die heiße Herdplatte oder in die heiße Pfanne fallen. Ihr werdet sehen, wie der Tropfen zuerst noch ein wenig hin und her saust, bevor er verdampft. Damit das klappt, muss die Temperatur hoch genug sein – aber dann kann tolle Dinge anstellen!
Fällt der Wassertropfen auf die sehr heiße Herdplatte, dann bildet sich sofort eine Dampfschicht, die den Rest des Tropfens noch eine Zeit lang isoliert und ihn so langsamer verdampfen lässt als es normalerweise der Fall wäre. Auf seinem Dampf-Luftkissen saust er dann noch ein bisschen herum, bevor er dann schließlich doch zu heiß wird. Der gleiche Effekt erlaubt es einem auch, sich flüssigen Stickstoff über die Hand zu leeren. Der Stickstoff ist über 200 Grad kälter als die Hand bei Zimmertemperatur und auch er verdampft sofort, wenn er die aus seiner Sicht brennend heiße Handfläche berührt. Wir kommen also nicht direkt mit dem kalten Stickstoff in Kontakt sondern werden durch eine Dampfschicht geschützt. Ich erinnere mich auch noch an eine Folge von “Mythbusters” wo die Typen einen nassen Finger in einen Topf voll flüssigem Blei gesteckt haben und dank des Leidenfrost-Effekts ebenfalls ohne Verletzungen davon gekommen sind.
Zwei Studenten an der Universität Bath in Großbritannien haben den Leidenfrost-Effekt aber noch ein bisschen spektakulärer in Szene gesetzt. Sie haben untersucht, was passiert wenn man Wassertropfen auf unterschiedlich strukturierte heiße Oberflächen fallen lässt. Dabei haben sie festgestellt, dass die Wahl der Oberfläche die Bewegung des Tropfens beeinflusst. Tropft das Wasser auf eine gezahnte Oberfläche, dann kann es sogar aufwärts fließen. Je schärfer die Zähne, desto steiler ist die Steigung, die das Wasser bewältigen kann.
Warum das so ist, weiß man noch nicht genau. Die Dynamik eines Tropfens auf so einer speziellen Oberfläche ist knifflig zu verstehen und es spielen so viele verschiedene Faktoren eine Rolle, das man sie noch nicht komplett aufgedröselt hat. Wer Lust hat, kann sich die wissenschaftliche Publikation zu diesem Phänomen ansehen (“Enhanced Droplet Control by Transition Boiling”). Aber egal ob man weiß, warum das so ist oder nicht: Das Video, das die Bewegung der Wassertropfen zeigt, ist großartig!
Man kann also auch als einfacher Physik-Student etwas entdecken, was nicht nur bisher noch keiner erklären kann, sondern auch extrem cool ist!
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