Kohäsion

Ein Paradebeispiel, das die Kohäsion exemplarisch veranschaulicht, ist Wasser. Hier ziehen sich die Wassermoleküle untereinander an (Kohäsion), was zum Beispiel dazu führt, dass Wassertropfen eine runde Form annehmen oder Wasser an einer Glasscheibe hochklettern kann. Das liegt an der starken elektrostatischen Anziehungskraft zwischen den einzelnen Wassermolekülen, die auf sogenannten Wasserstoffbrückenbindungen beruht.

Bodenpartikel können ebenfalls eindrucksvoll aufzeigen, wie sich Kohäsion auswirkt. In der Praxis hängt die Kohäsion von Bodenpartikeln stark von deren Material und der darin enthaltenen Feuchtigkeit ab. So weisen beispielsweise Lehm- oder Tonböden eine starke Kohäsion auf, da die darin enthaltenen Partikel sich stark untereinander anziehen.

Die Fähigkeit von Wasser, an Glas hochzuklettern, ist ein klassisches Beispiel für Adhäsion. Hier ziehen die Wassermoleküle das Glas stärker an als sie sich untereinander anziehen. Dies ist auch der Grund, warum ein Wasserglas oft "überläuft", bevor das Wasser wirklich die obere Kante erreicht.

Tinte besteht aus Farbpartikeln, die in einer Flüssigkeit suspendiert sind. Beim Drucken kommt die Tinte in Kontakt mit dem Papier und es findet eine Adhäsion statt: die Flüssigkeit im Drucker zieht das Papier stärker an als sie die Farbpartikel anzieht. Das bedeutet, das Wasser lässt die Farbpartikel zurück und diese bleiben auf dem Papier kleben.

Ein offensichtliches Beispiel ist die Oberflächenspannung von Wasser, die Insekten erlaubt auf der Wasseroberfläche zu 'laufen'. Diese Oberflächenspannung wird durch die Kohäsionskräfte zwischen den Wassermolekülen erzeugt. Hier halten sich die Moleküle so stark aneinander, dass sie eine Art 'Haut' an der Oberfläche des Wassers bilden – die Oberflächenspannung.

Die Kohäsion spielt eine entscheidende Rolle in der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. Sie bestimmt maßgeblich die Festigkeit von Materialien und ermöglicht es Ingenieuren, Materialien mit spezifischen mechanischen Eigenschaften zu entwickeln. Starke Kohäsionsenergien führen zum Beispiel zu harten, langlebigen Materialien wie Stahl oder Diamant. Reifen und Schuhe sind weitere Beispiele, wo die Kenntnis der Kohäsion für die Entwicklung von Materialien mit dem richtigen Grip entscheidend ist.

Auch in der Biologie und Medizin ist die Kohäsion entscheidend. So sind zum Beispiel die Struktur und Funktion von Proteinen stark von den kohäsiven Wechselwirkungen zwischen ihren Molekülketten geprägt. Darüber hinaus ist die Kohäsion der Schlüssel zum Verständnis der Oberflächen- und Kapillarwirkung, die unter anderem die Bewegung von Wasser und anderen Flüssigkeiten in Pflanzen und Tieren bestimmt.

In der Lebensmitteltechnologie ermöglicht die Kenntnis der Kohäsion eine gezielte Gestaltung der Textur und der rheologischen Eigenschaften von Lebensmitteln. So lässt sich zum Beispiel die Konsistenz von Schokolade, Mayonnaise oder Brot gezielt beeinflussen.