Physikalische Phänomene präsentieren sich ganz unterschiedlich auf verschiedenen Längenskalen.
Dies wird besonders in der Fluidik – der Beschreibung von Flüssigkeiten – deutlich. Für alle Mikrosysteme ist bezeichnend, dass Phänomene, die mit Oberflächeneigenschaften zusammenhängen in den Vordergrund treten und Volumeneffekte weniger wichtig werden.
Dies tritt in der Mikrofluidik besonders gut zu Tage. Wir wissen, dass für einen Tropfen die Oberfläche mit dem Quadrat seines Radius‘ ansteigt, während das Volumen dies mit der dritten Potenz tut. Damit steigt auch die Masse mit der dritten Potenz an. Alle Effekte, die mit Masse und Oberfläche zusammen hängen, werden damit ebenso skalieren. Wir denken hierbei an die Gewichtskraft als Volumeneffekt und die Haftung auf einem Untergrund als Oberflächeneffekt. Dies bedeutet, dass wir fluidische Phänomene auf unserer gewohnten Längenskala von 1m ganz anders wahrnehmen, als sie sich auf einer Mikroskala präsentieren. Und doch kennen wir einige dieser Phänomene und können diese zumindest beobachten und vielleicht sogar nach dieser Vorrede erklären.
Schauen Sie sich zur Einleitung das Video an. Es zeigt einen Wassertropfen, der ein Bauteil trägt. Darüber, welche Phänomene hier am Werk sind, sollen Sie in der folgenden Aufgabe nachdenken.