Dampfkissen lässt Flüssigkeiten selbst Steigungen überwinden Wassertropfen fließen aufwärts - scinexx | Das Wissensmagazin
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Dampfkissen lässt Flüssigkeiten selbst Steigungen überwinden

Wassertropfen fließen aufwärts

Dampfkissen transportiert Wasser © Stout, Dow-Hygelund, Aleman, Schweickert

Normalerweise fließt Wasser immer bergab. Doch beim so genannten „Leidenfrost-Effekt“ bleiben die Tropfen auf einem Kissen aus Wasserdampf in der Schwebe und gleiten in alle möglichen Richtungen. Physiker haben dies jetzt ausgenutzt, um sie gezielt bergauf zu steuern. Einsetzbar ist dies beispielsweise bei der Kühlung von Computerprozessoren.

Der Leidefrost-Effekt kann manchmal auf einer heißen Herdplatte beobachtet werden: Gießt man etwas Wasser auf die heiße Oberfläche, verdampft ein Teil der Tropfen und bildet ein Kissen aus Wasserdampf. Auf diesem gleiten die restlichen, noch flüssigen Tropfen hin und her. Heiner Linke von der Universität von Oregon hat diesen Effekt modifiziert, indem er eine sägezahnartig eingekerbte Oberfläche einsetzte.

Die speziell geformte Fläche wirkt offensichtlich wie eine Art Ratsche oder Förderband, so die Forscher. Der Dampf wird so umgeleitet, dass er eine Kraft erzeugt, die die Tropfen in eine bestimmte Richtung lenkt. Bis zu einem Meter weit wandern dadurch die Tropfen schnell und gezielt – und überwinden dabei auch Steigungen. Diese neue Methode des Flüssigkeitstransports testeten die Wissenschaftler mit unterschiedlichen Flüssigkeiten, darunter Wasser, Aceton, Methanol, Ethanol und flüssigen Stichstoff und in einem breiten Temperaturbereich von minus 195 bis plus 151 Grad Celsius. Ihre Ergebnisse sind jetzt in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Physical Review Letters publiziert.

Eine praktische Anwendung dieses Phänomens wäre die Kühlung von Computerprozessoren. Ein Konzept, das die Forscher jetzt testen wollen, sieht vor, die Abwärme des Rechners als „Dampfpumpe“ zu nutzen, die eine Kühlflüssigkeit am Prozessor vorbeitransportiert, um diesen zu kühlen. Der große Vorteil dabei: Diese Kühlpumpe verbraucht keinen zusätzlichen Strom, hat keine sich bewegenden und damit verschleißanfällligen mechanischen Teile und tritt automatisch nur dann in Aktion, wenn sie benötigt wird – wenn der Prozessor warm wird.

(American Institute of Physics, 06.04.2006 – NPO)

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