Neue Oberflächenstruktur könnte Enteisen von Flugzeugen überflüssig machen

Flugzeuge haben über den Wolken ein klassisches Problem: Eis. Passagiere können das sehr schön an den kleinen Eiskristallen sehen, die sich an den Fenstern bilden. Grund dafür sind die Minusgrade in luftigen Höhen. Da zu viel auf dem Flugzeug allerdings zu einer Gewichtszunahme führt, müssen die Eisschichten regelmäßig entfernt werden.

Enteisen und seine Alternative

Dafür wird am Boden mit einer Spezialflüssigkeit gearbeitet, die das Eis restlos entfernt. Würde man das nicht tun, könnte bereits der Start im Winter zum Problem werden. Hinzu kommt, dass die Tragflächen intern beheizbar sind, damit die Maschine auch nach dem Abflug so wenig Eis wie möglich auf sich sammelt.

Forscher aus der Schweiz haben nun jedoch eine Entdeckung gemacht, die das häufige und kostspielige Enteisen unnötig machen könnte. Sie haben eine Oberfläche entwickelt, auf der ankommende Tropfen wegkatapultiert werden. Das funktioniert durch einfache Physik.

Neuartige Siliziumschicht

Das Material ist eine Siliziumschicht mit mikroskopischen Säulen. Diese Säulchen ragen empor und sorgen für eine raue Oberfläche, auf der Wassertropfen nicht halten. Das ist aber noch nicht alles. Ein ankommender Wassertropfen kann nicht nur nicht halten, sondern wird abgestoßen.

Beim ersten Kontakt springt er nur leicht und wird durch die Schwerkraft wieder Richtung Oberfläche gezogen. Mit jeder Berührung der Silizium-Oberfläche kommt eine stärkere Abstoßung zustande, bis schließlich der Tropfen wie mit einem Katapult weggestoßen wird.

Wie genau funktioniert das?

Klassischerweise nimmt die Kraft des Wegstoßens auf starren Flächen mit jeder Wiederholung ab, denn es wird Energie verbraucht. Anschauliches Beispiel ist ein Gummiball, der nach eine Wurf immer flacher springt. Beim Wassertropfen und der Silizium-Oberfläche kommt aber ein Rückstoßantrieb hinzu.

Beim ersten Aufprall entsteht zwischen Tropfen und Oberfläche etwas Wasserdampf und dieser wirkt wie ein Trampolin. Obwohl die Siliziumschicht starr ist, sorgt das Wasserdampf-Polster für die Sprungschicht.

Wann Flugzeuge mit der neuen Oberfläche gegen die Eisbildung bei Minustemperaturen ausgestattet werden, ist aber noch fraglich. Bisher funktioniert das Abstoßen von Wasser nämlich nur bei einem Unterdruck. Am Boden bei normalen Luftdruck würden Tragflügel und co. im Winter dennoch eine Eisschicht bekommen. Die Schweizer Forscher arbeiten aber bereits an einer Lösung.