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Ionen Haartrockner

von Prof. Dr. Jürgen Brickmann

Solche Geräte gäbe es jetzt überall zu kaufen – selbst beim Discounter. Man könne damit seine Haare in der Hälfte der Zeit trocknen, die ein herkömmliches Instrument benötige und alles würde viel schöner und überhaupt: Wie funktioniert denn ein solcher Föhn? Ich musste passen und hoffte, die Damen mit der Bemerkung, dass ich einen solchen Föhn erst in der Hand haben müsste, um dazu überhaupt etwas zu sagen, endgültig los geworden zu sein – zumindest in diesem Zusammenhang.

Weit gefehlt!

Am nächsten Morgen stand der Föhn auf meinem Schreibtisch – wohlverpackt in einem lackierten Karton mit vielverspechender Aufschrift (siehe Bild). Nun war meine Neugier stärker als meine Skepsis. Äußerlich sah das Gerät aus wie ein handelsüblicher Föhn. Ich versuchte mit „Bordmitteln“ (Taschenmesser) an das Innere zu gelangen. Vergeblich! Also hielt ich mich an den Beipackzettel. Dort wurde ich fündig. Unter der Überschrift „Der Ioneneffekt“ fand ich dann Folgendes:

Moleküle, die in der angesaugten Luft enthalten sind, werden im Ionen-Haartrockner negativ geladen (ionisiert) und mit der „Heizluft“ zu den Haaren transportiert. Auf dem Haar bewirken die negativen Ionen, dass die Wasserstoffbrücken in den Wassertropfen aufgebrochen werden und diese dann in kleinere Einheiten zerfallen und dadurch schneller abtrocknen. Das „trockene“ Haar ist mit vertrocknetem Lehmboden zu vergleichen und verfügt über eine grobe schuppige Oberfläche. Erst die feinverstäubte Feuchtigkeit ist in der Lage, in das Haar einzudringen und die Oberfläche zu glätten und zu schließen.

Und dann wurden all die Vorteile aufgezählt, die ich schon von der Verpackung kannte. Für einen Laien sind diese Erklärungen schlicht unverständlich, für einen neugierigen Forscher sind sie eigentlich keine. Ich fragte einen Freund (er wird gedacht haben „Gott schütze mich vor meinen Freunden…“), den Dortmunder Professor für theoretische und physikalische Chemie Alfons Geiger, einen weltweit anerkannten Experten, wenn es um Struktur und Dynamik von Wasser geht. Gemeinsam versuchten wir, der Wirkungsweise des Ionenföhns auf die Spur zu kommen. Wie werden die Ionen erzeugt? Hier hielten wir uns nicht auf. Es gibt Methoden, die standardmäßig für die Ionisierung von Luft Anwendung finden. Warum sollte dies nicht auch im Föhn realisiert sein. Aber dann: Was bewirken die Ionen im Wassertropfen? Nach Geiger lösen sich große Anionen in einem Wassertropfen in der Nähe von dessen Oberfläche, denn hier ist die Struktur der Wasserstoffbrücken dafür günstiger als im Innern des Tropfens. Doch was führt dann zum Zerfall des Tropfens in kleinere Tropfen? Es könnte so sein, dass mehrere Anionen in einem Wassertropfen landen, sich die Ladungen abstoßen und zum Zerfall des Tropfens führen. Im Jargon der Clusterforscher nennt man so etwas Coulomb-Explosion. Wir nervten einen Experimentator auf diesem Gebiet – sie wissen schon: Gott schütze mich vor meinen Freunden –, den Darmstädter Clusterforscher Prof. Rolf Schäfer, nach seiner Meinung. Sein Kommentar: Coulombexplosionen von mehrfach positiv geladenen Clustern sind häufig zu beobachten, für negative sei dies eher unwahrscheinlich. Die Überschusselektronen würden eher den Verbund verlassen, bevor so etwas passieren könnte. Trotz intensiver Diskussion kamen wir dem Geheimnis des Anionen-induzierten Zerfalls von Wassertropfen nicht näher. Doch zurück zu den Tropfen. Unterstellt, dass die Ionenföhnbehandlung große Wassertropfen auf den Haaren in kleinere zerlegen würde, dann wird in der Tat die Trocknung beschleunigt. Das lernt man schon in der Grundvorlesung über physikalische Chemie. Kleine Tropfen haben einen höheren Dampfdruck als große, sie würden also schneller verdunsten. Es gilt das Kelvin Gesetz (1871):

RTln(pr/p) = 2 s v/r

(Gaskonstante R; abs. Temperatur T; Dampfdruck über einer ebenen Grenzfläche p; Dampfdruck pr und Radius r des Tröpfchens; Molvolumen des Wassers v; Oberflächenspannung s)

So weit so gut!

Die schnellere und (bei niedriger Temperatur) schonende Trocknung ließ sich somit erklären. Doch gibt es überhaupt Tropfen auf den Haaren nach einer Wäsche? Die könnten doch nur auftreten, wenn die Haaroberfläche hydrophob, d.h. wasserabstoßend ist - vergleichbar der Situation, wenn man mit dem Auto aus der Waschstraße kommt und die Sprühanlage Wachs auf der Windschutzscheibe verteilt hat. Die Vorstellung, wonach kleinere Tropfen eher in hydrophobe Risse und Haarspalten eindringen sollen als große, ist zumindest stark anzuzweifeln. Aber so ist es wohl auch nicht: Die Idee von hydrophoben Haaren nach einer Wäsche mit tensidischen Materialien (Seife, Shampoo) schien uns eher abwegig. Wenn es aber anders ist und die Haaroberfläche durch das Waschen hydrophil wird, dann bildet sich auf ihnen ein dünner Wasserfilm und Tropfen treten gar nicht erst auf. Hydrophile Haarspalten könnten problemlos Wasser aufnehmen, insbesondere dann, wenn der sogenannte Kapillareffekt unterstützend wirkt. Also: entweder Tröpfchenbildung und schnelle Wasserverdunstung oder Wasserfilm und Eindringen von Kapillarwasser in Haarspalten!

Wir mussten unsere Diskussion und weitere Haarspaltereien an dieser Stelle aus Zeitgründen abbrechen. Eine schlüssige Erklärung für die propagierte Wirkungsweise der Ionen-Haartrockner fanden wir nicht. Vielleicht fällt ja jemandem aus dem Kreise der l&m-Leserinnen und -Leser etwas dazu ein. Wir würden uns über Kommentare freuen.

Nachtrag

Nichts überzeugt besser als ein eindrucksvolles Experiment. Also nahm ich besagten Föhn bei der nächsten Haarwäsche in Gebrauch.

Ergebnis

Die Haare wurden trocken. Alles andere wie gehabt!

Foto: © Prof. Dr. Jürgen Brickmann