Mal Schicht, mal nicht

Wann sich eine Flüssigkeit auf einer rauen Oberfläche als dünner Film abscheidet und wann sie Tropfen bildet, lässt sich auf einfache Weise erklären. Flüssigkeitsfilme und -tröpfchen, die eine raue Oberfläche überziehen, sind ein Alltagsphänomen: Allmorgendlich verwandeln etwa Tautropfen Blätter und Gräser in magische Schönheiten, während ein Film aus Regenwasser auf dem Straßenasphalt (spätestens wenn er gefriert) jedem Autofahrer gefährlich werden kann. Doch wie lässt sich verstehen, unter welchen Bedingungen durchgängige Flüssigkeitsschichten oder nur vereinzelte Tropfen entstehen? Bisherige Theorien dazu beschrieben vor allem ideal glatte - und somit unrealistische - Oberflächen. Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation in Göttingen haben nun erstmals eine allgemeine Theorie entwickelt, die auf die Frage nach Film oder Tröpfchen auch für raue Oberflächen eine Antwort liefert. Diese kommt mit verblüffend einfachen mathematischen Ausdrücken aus - und könnte etwa vorhersagen, wann es in Umspannwerken zu Kurzschlüssen kommt. Beim Lotus-Effekt füllt eine dünne Schicht aus Luft die mikroskopische Rauigkeit der Oberfläche aus. Wasser kann dadurch nicht eindringen und perlt ab.