Hast du schon einmal Kicker mit Wassertropfen gespielt?
WORUM GEHT ES?
Bei diesem Exponat wird vom Besucher durch Tastendruck ein einzelner Wassertropfen mittig auf einer Spielfläche platziert. Die Spielfläche ist mit einer extrem wasserabweisenden Oberfläche beschichtet und befindet sich unter einer Acrylglasabdeckung. Der Tropfen kann mit zwei Drehreglern (einer für Quer-, der andere für Längskippung der Fläche) über die Spielfläche gesteuert werden. Links und rechts in der Spielfläche befindet sich jeweils ein Tor mit einem Loch dahinter, in das der Tropfen versenkt werden kann. Wenn das jeweilige Tor getroffen wird, ertönt ein Jubelschrei.
Kicker in dem eigentlichen Sinn – zwei Mannschaften gleichzeitig gegeneinander – kann man hier offensichtlich nicht spielen. Es ist eher abwechselnd die Geschicklichkeit der Spieler gefordert, den Tropfen von der Mitte ins gegnerische Tor zu befördern.
WESHALB IST DAS SO?
Wassertropfen haben aufgrund ihrer hohen Oberflächenspannung die Tendenz zur Minimierung ihrer Oberfläche und versuchen daher, ähnlich wie Seifenblasen eine Kugelform zu erreichen. Gelangen Wassertropfen auf eine Oberfläche, hängt es von der Struktur und dem Material der Oberfläche ab, inwieweit der Wassertropfen die Kugelform beibehalten kann oder wie stark er die Oberfläche benetzt. Auf seifiger Oberfläche wird es beispielsweise ganz flach, auf Wachs rund.
Die Oberfläche des Spielfeldes ist extrem wasserabweisend (ultrahydrophob). Der Wassertropfen benetzt die Oberfläche daher nicht, sondern rollt sehr flott als Kugel über das Spielfeld, ohne Spuren zu hinterlassen.
Alltagsbezug
Ähnlich „quick „verhält sich übrigens die nicht benetzende Flüssigkeit Quecksilber, ein Metall, das bei Zimmertemperatur flüssig ist. Oder ein Wassertropfen auf der heißen Herdplatte, der auf einem Dampfpolster gleitet.
Zur Herstellung extrem wasserabweisender Oberflächen lässt man sich von der Natur inspirieren. Blätter der Lotuspflanze sind deutlich wasserabweisend, Aufnahmen mit dem Rasterelektronenmikroskop zeigen feine Noppen, die zusätzlich gewachst sind, auf denen der Wassertropfen wie der Fakir auf dem Nagelbett ruht und das Blatt praktisch nicht benetzt. Die ablaufenden Wassertropfen nehmen anhaftenden Schmutz mit, der so genannte Lotuseffekt bewirkt gleichzeitig eine Selbstreinigung.
Die praktischen Anwendungsmöglichkeiten des Lotuseffekts sind vielfältig und finden immer größere Verbreitung: wasser- und schmutzabweisende Lacke, Fassadenbeschichtung, Autolackversiegelung, Glasoberflächen, Textilien, Toilettentöpfe usw.