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Marginalia, Physik im Alltag und Naturphänomene

Oben hydrophob, unten hydrophil

Schlichting, H. Joachim. Physik in unserer Zeit 49/3 (2018), S. 151

Weil die Oberseite der Blätter bei einigen Pflanzenarten Wasser abweisend und die Unterseite benetzbar ist, kommt es zu unterschiedlichem Verhalten von Wassertropfen.

Nach einem Regenschauer bleiben auf manchen Blättern fast kugelförmige Tropfen liegen Foto (Foto), während das Blatt ansonsten trocken ist. Dieses Phänomen zeugt davon, dass die Oberfläche wasserabweisend (hydrophob) ist. Die Kugelform entsteht, weil die Tropfen ihre Oberflächenenergie minimieren. Weil noch eine geringe Benetzung vorhanden ist, rollen die Tropfen erst ab einer kritischen Neigung vom Blatt herab. Die Kugelgestalt wird umso besser realisiert, je kleiner ein Tropfen ist. Denn da die Gewichtskraft mit der Masse, also proportional zum Volumen und das heißt zum Radius hoch 3 zunimmt, die Oberflächenspannung, die dazu tendiert eine Wasserkugel zu realisieren, aber nur mit Radius hoch 2, nehmen der Einfluss der Gewichtskraft und damit die Deformation des zur Kugel tendierenden Tropfens mit dem Radius ab (Flächen-Volumen-Relation).
Merkwürdigerweise bleibt der an der Unterseite des Blatts hängende Tropfen relativ großflächig haften. Die Haftkraft ist offenbar so groß, dass die Gewichtskraft nicht zu einer Ablösung des Tropfens führt. Aus diesen einfachen Beobachtungen können wir schließen, dass das Unterblatt im Unterschied zur Oberseite hydrophil, also Wasser anziehend ist.
Hydrophobe Blattoberflächen unterstützen die Selbstreinigungskraft von Pflanzen. Auf dem Blatt aufliegende Schmutzpartikel werden von den Tropfen benetzt und aufgrund ihrer geringen Masse angezogen. Später „rollen“ sie zusammen mit den Tropfen von der Pflanzenoberfläche ab (Physik in unserer Zeit 2007, 38(2), 80).

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3 Gedanken zu “Oben hydrophob, unten hydrophil

  1. Zusätzliche Anmerkung: Abrollende Tropfen, so ist es in meiner Erinnerung an eine Veranschaulichung, nehmen beim Abrollen Schmutzpartikel mit, wie ein Feger. Die Einverleibung der Schmutzpartikel war mir nicht geläufig.
    Unlängst machte ich Aufnahmen von solchen Einverleibungen, auf Blättern, die am Boden lagen. Ich zeige sie am besten Mal.

    Verfasst von kopfundgestalt | 10. Juni 2018, 01:30

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  1. Pingback: Tropfen als Schmutzsammler – Kopf und Gestalt - 10. Juni 2018

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