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Benetzung

Close-up of a drop of water (almost spherical) on blue fabric, with a shadow under it
Wassertropfen auf einem wasserabweisenden Gewebe als Beispiel für Nichtbenetzung.

Als Benetzung (zu „benetzen“ von „netzen“ im Sinne von „nass machen, befeuchten“; englisch: wetting) bezeichnet man die Ausbildung einer Grenzfläche zwischen einer Flüssigkeit und einem Festkörper.[1][2][3][4][5][6] Benetzbarkeit ist die zugehörige Eigenschaft der Festkörperoberfläche. Im Verlauf von Benetzungsprozessen vergrößert sich die Kontaktfläche zwischen benetzender Flüssigkeit und benetzter Festkörperoberfläche, bis ein statischer Zustand erreicht wird, der durch die Existenz einer konstanten Kontaktfläche charakterisiert ist. Das Ausmaß der Benetzung ist abhängig von der Art der Flüssigkeit sowie der Beschaffenheit der Festkörperoberfläche, so etwa deren chemischer Zusammensetzung und Rauheit.[7] Benetzungsphänomene sind für das Beschichten, Bemalen und Bedrucken von Oberflächen, die Verteilung von Herbiziden und Insektiziden auf landwirtschaftlichen Nutzflächen, Filtration sowie Dispergieren relevant.[8] Viele funktionale Eigenschaften von Festkörperoberflächen hängen maßgeblich von deren Benetzbarkeit ab. Beispiele für derartige funktionale Eigenschaften sind die Fähigkeit zur Selbstreinigung, die Verhinderung von Fouling, Eisbildung und Beschlagen mit Feuchtigkeit sowie die Verwendbarkeit für die Reinigung von Wasser, für die Trennung von Wasser-Öl-Gemischen und für Wassergewinnung durch Kondensation von Luftfeuchtigkeit.[9][10][11] Die Einstellung der Benetzbarkeit von Festkörperoberflächen ist auch für diverse biomedizinische Anwendungen relevant.[12] Benetzung ist weiterhin die Grundlage für den Kapillareffekt.[13]

Den der Benetzung entgegengesetzten Prozess, in dessen Verlauf sich die Kontaktfläche zwischen benetzender Flüssigkeit und benetzter Festkörperoberfläche verkleinert, bezeichnet man als Entnetzung (englisch: dewetting).[4][14][15]

  1. ↑ Sieghard Millow: Benetzung. In: RÖMPP [Online]. Georg Thieme Verlag, 2005, abgerufen am 23. Oktober 2022.
  2. ↑ P. G. de Gennes: Wetting: statics and dynamics. In: Reviews of Modern Physics. Band 57, Nr. 3, 1. Juli 1985, S. 827–863, doi:10.1103/RevModPhys.57.827.
  3. ↑ Referenzfehler: Ungültiges <ref>-Tag; kein Text angegeben für Einzelnachweis mit dem Namen :4.
  4. ↑ a b Daniel Bonn, Jens Eggers, Joseph Indekeu, Jacques Meunier, Etienne Rolley: Wetting and spreading. In: Reviews of Modern Physics. Band 81, Nr. 2, 27. Mai 2009, S. 739–805, doi:10.1103/RevModPhys.81.739.
  5. ↑ Wayne D. Kaplan, Dominique Chatain, Paul Wynblatt, W. Craig Carter: A review of wetting versus adsorption, complexions, and related phenomena: the rosetta stone of wetting. In: Journal of Materials Science. Band 48, Nr. 17, 1. September 2013, S. 5681–5717, doi:10.1007/s10853-013-7462-y.
  6. ↑ D. Brutin, V. Starov: Recent advances in droplet wetting and evaporation. In: Chemical Society Reviews. Band 47, Nr. 2, 2018, S. 558–585, doi:10.1039/C6CS00902F.
  7. ↑ David Quéré: Wetting and Roughness. In: Annual Review of Materials Research. Band 38, Nr. 1, 1. August 2008, S. 71–99, doi:10.1146/annurev.matsci.38.060407.132434.
  8. ↑ Hans-Jürgen Butt, Jie Liu, Kaloian Koynov, Benedikt Straub, Chirag Hinduja, Ilia Roismann, Rüdiger Berger, Xiaomei Li, Doris Vollmer, Werner Steffen, Michael Kappl: Contact angle hysteresis. In: Current Opinion in Colloid & Interface Science. Band 59, 2022, S. 101574, doi:10.1016/j.cocis.2022.101574.
  9. ↑ Ralf Blossey: Self-cleaning surfaces — virtual realities. In: Nature Materials. Band 2, Nr. 5, 1. Mai 2003, S. 301–306, doi:10.1038/nmat856.
  10. ↑ Jianyong Lv, Yanlin Song, Lei Jiang, Jianjun Wang: Bio-Inspired Strategies for Anti-Icing. In: ACS Nano. Band 8, Nr. 4, 22. April 2014, S. 3152–3169, doi:10.1021/nn406522n.
  11. ↑ Zhangxin Wang, Menachem Elimelech, Shihong Lin: Environmental Applications of Interfacial Materials with Special Wettability. In: Environmental Science & Technology. Band 50, Nr. 5, 1. März 2016, S. 2132–2150, doi:10.1021/acs.est.5b04351.
  12. ↑ Junjie Chi, Xiaoxuan Zhang, Yuetong Wang, Changmin Shao, Luoran Shang: Bio-inspired wettability patterns for biomedical applications. In: Materials Horizons. Band 8, Nr. 1, 18. Januar 2021, S. 124–144, doi:10.1039/D0MH01293A.
  13. ↑ Edward Yu Bormashenko: Physics of wetting : phenomena and applications of fluids on surfaces. De Gruyter, Berlin 2017, ISBN 3-11-044481-X, Kap. "2.6 Capillary rise".
  14. ↑ Günter Reiter: Dewetting of thin polymer films. In: Physical Review Letters. Band 68, Nr. 1, 6. Januar 1992, S. 75–78, doi:10.1103/PhysRevLett.68.75.
  15. ↑ R. V. Craster, O. K. Matar: Dynamics and stability of thin liquid films. In: Reviews of Modern Physics. Band 81, Nr. 3, 5. August 2009, S. 1131–1198, doi:10.1103/RevModPhys.81.1131.

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