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03.02.2016

11:37 Uhr

Nanotechnologie

Nanoschicht macht Wasser knetbar

Quelle:Spektrum.de

Ein dünner Nanoüberzug verleiht Wasser höchst ungewöhnliche Eigenschaften: Plötzlich lassen sich Tropfen kneten und sogar schneiden – ähnlich wie bei einem Gel, aber ohne im Innern zähflüssig zu sein.

Die Nanoschicht verleiht dem Wassertropfen ungewöhnliche Eigenschaften. (Foto: Xiaoguang Li / Northwestern Polytechnical University)

Knetbarer Tropfen

Die Nanoschicht verleiht dem Wassertropfen ungewöhnliche Eigenschaften. (Foto: Xiaoguang Li / Northwestern Polytechnical University)

HeidelbergAuf den Namen „liquid plasticine“ (Flüssigknete) tauften Wissenschaftler um Xiaoguang Li von der Tongji-Universität in Schanghai ihre Entwicklung: Flüssigkeitstropfen, die durch Nanopartikel in Form gehalten werden. Dank ihrer unsichtbaren Hülle ist es möglich, die Tropfen zu modellieren und sogar zu schneiden – ähnlich wie bei einem Gel, aber ohne im Innern zähflüssig zu sein.

Der Trick gelingt Li und Kollegen mit Hilfe von 20 Nanometer großen Partikeln aus Siliziumdioxid, die sie erzeugen, indem sie ein Silikagel auf einer Glasscheibe trocknen lassen. Wie die Forscher herausfanden, umhüllen die winzigen Teilchen die Tropfen und bilden an deren Oberfläche eine Schicht, die an den meisten Stellen nur ein Teilchen dick ist.

Dem Tropfen verleihen sie Formstabilität, indem sie sich zusammenballen und ineinander verkeilen, ergab die Untersuchung der Forscher. Löst man das Teilchenknäuel, zerfließt der Tropfen. Andernfalls lässt er sich mit Hilfe hydrophober Werkzeuge kneten und teilen.

Ganz ähnliche Versuche gibt es bereits seit Anfang der 2000er Jahre. Damals produzierten Wissenschaftler „flüssige Murmeln“, indem sie eine Flüssigkeit mit einem stark wasserabweisenden Pulver in Berührung brachten. Es entstehen dabei kugelrunde Objekte mit pudriger, undurchsichtiger Hülle.

Das erklärte Ziel von Li und Kollegen war es, dieses „interessante und verblüffende Phänomen“ zu verstehen, zu verbessern und womöglich anwendungstauglich zu machen. So erkannten sie, dass der Einsatz der Nanoteilchen zu vielseitigeren Ergebnissen führt. Nun stellen sie sich vor, die „Flüssigknete“ als Behälter für chemische Reaktionen einzusetzen oder sie zu Kanälen zu formen, in denen Flüssigkeiten transportiert und gemischt werden.

Auch der Einsatz als Linsen komme bei der ein oder anderen Spezialanwendung vielleicht in Frage, so die Forscher. Insbesondere dafür sei entscheidend, dass die Teilchenhülle dank des Siliziumdioxids in hohem Maß durchsichtig ist.

Von

Jan Dönges

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