Benetzung (engl. "wetting") beschreibt den Vorgang wie sich eine Flüssigkeit auf der Oberfläche eines festen Körpers verhält, wenn die Flüssigkeit mit diesem Festkörper in Kontakt kommt. Ein auf einer horizontalen ebenen Oberfläche aufgebrachter Flüssigkeitstropfen veranschaulicht die Benetzung und ihre Unterteilung. Je nachdem um was für eine Flüssigkeit es sich handelt, aus welchen Material die Oberfläche besteht und wie deren Beschaffenheit ist, z.B. glatt oder rau, benetzt die Flüssigkeit die Oberfläche mehr oder weniger:
Keine Benetzung
Die Flüssigkeit auf der Oberfläche zieht sich zu einem fast kugelförmigen Tropfen zusammen (Kontaktwinkel größer 90°). Bei leichter Neigung der Oberfläche gleitet der Tropfen ohne jegliche Flüssigkeitsrückstände herunter, mit anderen Worten, perlt ab.
Vollständige Benetzung
Die Flüssigkeit breitet sich auf der Oberfläche in Form einer flachen Scheibe aus (makroskopischer Kontaktwinkel nicht vorhanden). Erst bei stärkerer Neigung der Oberfläche rinnt die Flüssigkeit herunter. Dabei zieht sich die Flüssigkeitsscheibe in die Länge und bildet einen Streifen in Neigungsrichtung. Flüssigkeitsreste bleiben an der Oberfläche haften, auch bei stärkster Neigung.
Partielle Benetzung'
Benetzungsverhalten zwischen 1. und 2.: Die Flüssigkeit auf der Oberfläche bildet eine runde Haube (Kontaktwinkel kleiner 90°). Bei mittlerer Neigung der Oberfläche gleitet die Flüssigkeit keulenförmig von der Oberfläche herunter. Keine oder wenig Flüssigkeitsrückstände sind zu beobachten.
Beispiele
- Blätter von Pflanzen in Kontakt mit Wassertropfen zeigen, je nach Blattart, einer der drei oben beschriebene Fälle der Benetzung. Die Lotus Blume z.B. weist keine Benetzung auf: Lotus-Effekt.
- Speiseöl in einer gereinigten Teflon-Bratpfanne weist eine partielle Benetzung auf. Bei Erhitzen des Öls geht die Benetzung in eine vollständige Benetzung über.
Die Benetzung einer Festkörper-Oberfläche hängt neben den drei bereits genannten Eigenschaften noch von weiteren Faktoren ab. Dazu zählen die Temperatur und das Gas (z.B. Luft), in dem sich Flüssigkeit und Festkörper befinden.
Weiterführendes
- Quantitativ wird die Benetzung mit der Young-Gleichung beschreiben
- Um Benetzung auf molekularer Ebene zu verstehen, muss man die van der Waalsschen Kräfte berücksichtigen
- Benetzung bildet die Grundlage für Kapillarität