15.09.2026
Wenn Rost vom Baum fällt
Korrosion kann mehr Ursachen haben als bislang angenommen. Forschende um Hans-Jürgen Butt, Direktor am Mainzer Max-Planck-Institut für Polymerforschung, haben nun in Zusammenarbeit mit Partnern der Universität Bonn, der South China University of Technology, dem MIT und der Johannes-Gutenberg Universität Mainz haben herausgefunden, dass elektrisch aufgeladene Tropfen Materialien schädigen können.
"Wir haben vor einigen Jahren die Physik dahinter erforscht, wie sich Wassertropfen aufladen, wenn sie über Oberflächen rutschen. Dies ist eine Art Reibungselektrizität bei Tropfen und physikalisch viel komplexer als angenommen", sagt Rüdiger Berger, Gruppenleiter im Arbeitskreis "Physik an Grenzflächen".
"Treffen solche geladenen Tropfen auf eine Beschichtung, entladen sie sich lokal und können die Schicht punktuell durchschlagen wie ein kleiner Blitz - mit Folgen für ihre Haltbarkeit."
Um die Schädigung auftrund solcher elektrischer Durchschläge nachzuweisen, ließen die Forschenden zunächst Wassertropfen gezielt auf eine homogen mit Teflon beschichtete Oberfläche fallen - ein Material, das man etwa von Bratpfannen kennt. Bei ungeladenen Tropfen zeigten sich selbst nach 3000 Aufprallen unter dem Mikroskop keine Veränderungen der Beschichtung.
Anschließend ließ das Team die Tropfen vor dem Auftreffen über verschiedene Alltagsoberflächen laufen - darunter das Blatt einer Zimmerpflanze, PVC und Polystyrol, wie es in Kunststofffenstern vorkommen kann. Beim Rutschen über diese Materialien luden sich die Tropfen auf und fielen anschließend auf die Teflon-Beschichtung. Nach 3000 Tropfen waren unter dem Mikroskop nun deutliche Veränderungen der Oberfläche und des darunter liegenden Metalls zu erkennen.
Wo sich Tropfen aufladen, bestimmt ihre korrosive Wirkung
"Die Ladung, die ein Tropfen beim Rutschen aufnimmt, hängt stark von der jeweiligen Oberfläche ab - wir haben Unterschiede von bis zu einen Faktor zehn gemessen", erklärt Zhongyuan Ni, Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Polymerforschung. "Unabhängig davon konnten wir in allen Versuchen Veränderungen an der Beschichtung nachweisen."
Bislang waren zwei Ursachen von korrosiven Prozessen an beschichteten Materialien wie etwa Gartenzäunen, Kulturgütern oder Autos bekannt: Zum einen die mechanische Belastung, also eine Art Reibung zwischen Tropfen und Oberfläche, die die Schicht allmählich abschleift oder zum Abblättern bringt; zum anderen chemische Prozesse, die vor allem dann einsetzen, wenn Tropfen Säuren oder Salze enthalten. Die Forschenden hoffen, dass ihre in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichten Erkenntnisse über die bislang unbekannte Variante der Korrsosion den Weg für neue, effektivere Beschichtungen ebnen, die dann Kulturgüter, Autos oder auch den heimischen Gartenzaun länger und effizienter schützen.
Quelle: Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPI-P)