Wer im Winter mit dem Flugzeug unterwegs ist, kennt das: Vor dem Start werden die Tragflächen am Flughafen oft mit einer Spezialflüssigkeit aus Wasser, Glykol und anderen Zusatzstoffen behandelt. Eis und Schnee sollen so verschwinden - damit später keine Eiskristalle auf den Flügeln den Luftstrom verwirbeln. Das würde den Auftrieb verringern und könnte schnell für Probleme sorgen.

Komplett sparen könnte man sich das Enteisen, wenn das Wasser erst gleich gar nicht auf den Flügeln haften würde. Oder wenn es von den Tragflächen sogar aktiv abgestoßen würde. Schweizer Forscher haben jetzt gezeigt, dass solche Materialien im Prinzip durchaus denkbar sind - und dass ihr Praxiseinsatz nicht ganz einfach werden dürfte.

Auf der Suche nach eisabweisenden Oberflächen haben die Forscher Wassertropfen gewissermaßen das Trampolinspringen beigebracht. Das sei mit bestimmten Materialien bei Unterdruck gelungen, berichtet ein Team um Dimos Poulikakos von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) im Fachmagazin "Nature" .

Die Forscher setzten demnach einen winzigen Tropfen auf eine speziell bearbeitete Silizium-Oberfläche. Dann senkten sie den Luftdruck in der Experimentierkammer ab - und sahen mit einer Hochgeschwindigkeitskamera zu, was passierte. Etwa bei einem Zwanzigstel des normalen Atmosphärendrucks begann der Tropfen zu hüpfen.

Hintergrund ist den Wissenschaftlern zufolge ein Zusammenspiel der natürlichen Wasserverdampfung und der Mikrostruktur der Materialoberfläche: "Der Überdruck, der durch die Verdampfung zwischen Oberfläche und Tropfen entsteht, schleudert diesen wie eine Feder bei jedem Aufprall in die Höhe", erklären sie.

Die wichtigste Komponente sei die Materialoberfläche, die das Abstoßen von Wassertropfen bewirke. Es sei möglich, Materialen entsprechend zu designen, erklärte Poulikakos. In dem Experiment untersuchten die Forscher unter anderem oberflächenbehandeltes Aluminium und Kohlenstoff-Nanoröhren.

Die Nutzung des Trampolin-Effekts wäre auch für eisfreie Hochspannungsleitungen oder wasser- und eisabweisende Straßenbeläge denkbar. Allerdings: "Um den Trampolin-Mechanismus noch praxistauglicher zu machen, müsste man freilich soweit kommen, dass er auch bei normalem Luftdruck funktioniert."

Der Effekt ähnele dem sogenannten Leidenfrost-Phänomen, das auf heißem Untergrund tanzende Tropfen beschreibt - zum Beispiel Wassertropfen auf einer heißen Herdplatte, schreiben Doris Vollmer und Hans-Jürgen But vom Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz in einem begleiteten Kommentar in "Nature" . Die Tropfen gleiten in diesem Fall auf einem Polster aus Dampf, Ursache ist kein Druck-, sondern ein Temperaturunterschied.

Das Ergebnisse des Züricher Forscherteams seien faszinierend - eine Reduktion des Atmosphärendrucks sei allerdings keine praktikabler Weg zur Enteisung auf Außenflächen, schreiben die MPI-Forscher. Zudem sei das Verfahren sehr energieaufwendig. "Nichtsdestotrotz haben die Autoren plastisch veranschaulicht, dass einfache Experimente zu überraschenden Ergebnissen führen können."