Erläuterung von Fachbegriffen - Glossar

Abperleffekt (Lotus-Effekt)

Der Abperleffekt von Flüssigkeiten auf Oberflächen ist seit der Aufklärung des Lotuseffekts durch Professor Wilhelm Barthlott und seiner Forschungsgruppe an der Lotuspflanze in aller Munde. Der Lotuseffekt, der auch bei vielen heimischen Pflanzen, z.B. beim Kohl, sehr gut zu beobachten ist, beruht auf einer Kombination einer hydrophoben Oberfläche (natürliches Wachs) mit einer speziellen Oberflächenstruktur, die durch Wachsschuppen gebildet wird. Ein Wassertropfen perlt dadurch noch wesentlich besser ab, als er es von einer glatten Oberfläche aus dem gleichen Wachs tun würde und nimmt anhaftenden Staub einfach mit. Diese faszinierende Technologie wird seitdem versucht in praktische Anwendungen umzusetzen. Die filigrane Oberflächenstruktur des Lotusblatts bietet den Nachteil, dass sie mechanisch nicht beständig ist. Die Pflanze gleicht dies aus, indem sie die Wachsschuppen ständig nachwachsen lässt. Dies ist bei technischen Produkten leider noch nicht möglich. Die Mikrostruktur bringt es auch mit sich, dass die Oberfläche matt erscheint, was für viele Anwendungen jedoch kein Nachteil ist. Manchmal besitzen Oberflächen aus Naturstein, Betonstein oder anderen Materialien durch die Bearbeitung (schleifen, sandstrahlen usw.) eine Oberflächenstruktur, deren Strukturgrößen denen der Oberfläche der Lotusblume recht nahe kommen. Hier lassen sich durch entsprechende hydrophobe bzw. oleophobe Imprägnierungen ebenfalls beeindruckende Abperleffekte erzeugen.
siehe auch: Hydrophobie, Oleophobie.

Gesteinskunde (Petrographie)

Die Gesteinskunde beschäftigt sich mit der Einteilung der Gesteine. Gesteine sind aus Mineralien (z.B. Quarz, Feldspat, Glimmer, Calzit, Dolomit und viele mehr) zusammengesetzt und im Laufe der Erdgeschichte in den unterschiedlichsten Zusammensetzungen dieser Mineralien entstanden. Nach der Entstehungsweise unterscheidet man magmatische Gesteine, Sedimentgesteine und Umwandlungsgesteine.

Magmatische Gesteine (Magmatite)

Magmatische Gesteine haben ihren Ursprung im Erdinneren und entstanden aus geschmolzenem Gestein (Magma). Sie lassen sich weiter unterteilen, z.B. in Tiefengesteine (Plutonite) und Ergussgesteine (Vulkanite).

Tiefengesteine (Plutonite)

Bekannte Vertreter der Tiefengesteine sind z.B. Granit, Gabbro, Diorit, Syenit. Es handelt sich um Gesteine, die durch das langsame Abkühlen von Magma unterhalb der Erdoberfläche entstanden.

Ergussgesteine (Vulkanite)

Zu den Ergussgesteinen gehören z.B. Basalt, Diabas, Porphyr. Diese Gesteine entstanden durch das (vergleichsweise schnelle) Abkühlen von Magma oberhalb der Erdoberfläche nach Vulkanausbrüchen. Sie sind deshalb meist sehr feinkörnig.

Sedimentgesteine (Ablagerungsgesteine, Sedimentite)

Sedimentgesteine entstanden durch die Ablagerung und Verbacken von verwitterten Gesteinen als Sand, Kies usw. Beispiele hierfür sind Kalkstein, Sandstein, Brekzie, Konglomerat, Tonschiefer. Nur in Sedimentgesteinen sind Fossilien (Versteinerungen) zu finden!

Umwandlungsgesteine (Metamorphe Gesteine, Metamorphite)

Metamorphe Gesteine gingen aus den anderen Gesteinsorten hervor, indem diese im Laufe der Erdgeschichte in tiefere Bereiche der Erdkruste absanken und dort unter hohem Druck und Hitze umgewandelt wurden. Die ursprünglichen Eigenschaften können dabei stark verändert werden. Manche Metamorphite sehen Graniten (Plutonit!) täuschend ähnlich und haben auch vergleichbare Eigenschaften. Umgangssprachlich werden diese daher häufig als "Granit" bezeichnet, obwohl dies von der Gesteinskunde her nicht richtig ist. Zu den metamorphen Gesteinen zählen z.B. Gneis, Quarzit, Marmor, Speckstein, Serpentinit.

Hydrophobierung, Hydrophobie

Die Eigenschaft von Oberflächen, Wassertropfen abzustoßen. Oberflächen, die von Wasser nicht benetzt werden, bezeichnet man als hydrophob (wasserabweisend). Wassertropfen perlen von solchen Oberflächen ab, je nachdem wie groß die Wassertropfen sind, wie schräg die Oberfläche steht und wie stark die Hydrophobie ausgeprägt ist. Silane, (Poly-) Siloxane, Silikone und Fluorpolymere werden häufig benutzt, um hydrophobe (wasserabweisende) Oberflächen zu erzeugen (Hydrophobierung).
Die Beständigkeit der Hydrophobie ist stark vom jeweiligen Produkt abhängig. Achtung: Der Abperleffekt ist häufig nur ein Showeffekt, der nichts über die tatsächliche Wasserfestigkeit (die Wasseraufnahme) aussagt. Manche Imprägnierungen bzw. Versiegelungen zeigen einen beeindruckenden Abperleffekt, lassen bei längerer Einwirkung (stehendes Wasser) aber trotzdem Wasser in den Stein eindringen. Durch öligen Schmutz bzw. Staub, durch Reinigung mit aggressiven Reinigern oder starke mechanische Beanspruchung kann der Abperleffekt teilweise recht schnell drastisch verringert werden.

Imprägnierung

Imprägnierungen kleiden die Innenseiten der Poren aus, ohne sie zu verstopfen. Sie sind daher i.d.R. unsichtbar. Da die Poren offen bleiben, wird die Durchlässigkeit von Wasserdampf (gasförmiges Wasser) durch eine Imprägnierung praktisch nicht beeinträchtigt, d.h. das Material bleibt "atmungsaktiv". Durch eine Imprägnierung wird meistens eine Hydrophobierung erreicht (Schutz vor dem Eindringen von Wassertropfen in die Poren). Gute Imprägnierungen erzeugen zusätzlich eine Oleophobie (Schutz vor dem Eindringen von Öl und Fett in die Poren) und einen Fleckschutz (Schutz vor dem Eindringen von Farbstoffen, z.B. aus Rotwein, Kaffe usw., in das Material).

nass-in-nass

bezeichnet ein Lackierverfahren, bei dem eine zweite Schicht des aufzutragenden Materials aufgebracht wird, bevor die erste Schicht vollständig getrocknet ist. Dadurch wird eine optimale Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Schicht gewährleistet.

Oleophobierung, Oleophobie

Die Eigenschaft von Oberflächen, Öle und Fette abzustoßen. Oberflächen, die von Öltropfen nicht benetzt werden, bzw. in die Öltropfen nicht eindringen (und daher keine Flecken erzeugen), bezeichnet man als oleophob (ölabweisend). Es kann, je nach Art und Viskosität des Öls, ein ebenso beeindruckender Abperleffekt wie bei Wasser erzeugt werden. Oleophobe (ölabweisende) Oberflächen lassen sich beispielsweise durch Fluorsilane oder Fluorpolymere erzeugen (Oleophobierung).

Versiegelung

Versiegelungen füllen die Poren komplett aus und bilden einen geschlossenen Film auf der Oberfläche. Dieser Film ist von nun an bestimmend für die Eigenschaften der Oberfläche, z.B. für den Glanz, die Haptik (wie fühlt es sich an?), die Rutschhemmung usw. Die Wasserdampfdiffusion wird verringert, aber nicht gänzlich verhindert wie bei einer Glasur. Auch durch eine Versiegelung wird i.d.R. eine Hydrophobierung erzielt und das Eindringen von Öl verhindert.