Kapillare

Eine Kapillare ist eine Bezeichnung für sehr feine, langgestreckte Hohlräume. Das Wort leitet sich vom lateinischen Wort capillus (das Haar) ab. Die Lungenkapillaren sind gerade mal so groß, dass rote Blutkörperchen hintereinander hindurchpassen.

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Technik

Im Allgemeinen sind alle Kapillaren Röhrchen mit sehr kleinen Innendurchmessern. Durch die im Vergleich zu größeren Rohren stark in den Vordergrund tretenden Oberflächeneffekte tritt in Kapillaren die Kapillarität, ein physikalischer Effekt, auf. Flüssigkeiten mit hoher Oberflächenspannung steigen in Kapillaren auf; sie kondensieren auf den Kapillarwänden auch oberhalb ihres Siedepunktes und es kann zu chemischen Reaktionen kommen, die außerhalb von Kapillaren so nicht ablaufen würden. Die Kapillarität verursacht z.B. Eislinsen. In den 1960er Jahren wurde die Meldung verbreitet, dass Wasser in Kapillaren seine Eigenschaften stark verändere. Das neue Wasser wurde Polywasser genannt, jedoch konnte dieses bei sauberer Reinigungstechnik nicht mehr reproduziert werden; es wird vermutet, dass es sich um Effekte von Verunreinigungen unbekannter Herkunft gehandelt hat.

Biologie / Medizin

Kapillaren sind die kleinsten Bluttransportgefäße. In den Kapillaren findet ein ständiger Stoffwechsel statt. Nährstoffe werden dem Gewebe zugeführt und die Abfallstoffe wieder abtransportiert. Dadurch wird die Zellatmung (Verbrennung von Glukose+Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid+Wasser) in den Mitochondrien ermöglicht. Die dünnen Kapillarwände sind semipermeabel. Feste Bestandteile des Blutes (rote Blutzellen, Blutplättchen, große Eiweißmoleküle) werden dort zurückgehalten, flüssige Bestandteile jedoch nicht. Sie enthalten gelöste Nährstoffe und Sauerstoff.

Beim Stoffaustausch haben Kapillaren den Vorteil, dass sie nur von der Endothelschicht umgeben sind.

Ackerboden / Landwirtschaft

In einem Ackerboden ist die Größe und Verteilung der Hohlräume (Poren) für Wasser- und Lufthaushalt von entscheidender Bedeutung für die Fruchtbarkeit eines Standortes. Die kleinen bzw. kleinsten Poren nennt man Kapillaren - in ihnen bleibt das Regenwasser Dank der Adsorptionskräfte am längsten erhalten - in ihnen steigt Feuchtigkeit aus dem Grundwasser auf.

Chemie

In chemischen Laboratorien sind mit dem Begriff Kapillare meistens die Siedekapillaren gemeint. Sie werden bei Destillationen im Vakuum verwendet, um Siedeverzüge zu vermeiden. Dies sind sehr dünne, biegsame Kapillaren. Sie tauchen in die zu destillierende Flüssigkeit ein. Durch die Kapillare treten laufend kleinste Luftbläschen in die Flüssigkeit ein, die einen gleichmäßigen Siedevorgang aufrechterhalten und so einen Siedeverzug verhindern

Tintenstrahldrucker

Bei Tintenstrahldruckern werden Kapillaren zum Transport der Tinte zum Druckkopf eingesetzt. Brother beispielsweise setzte in den kompakten Multifunktionsgeräten kapillare Tintenstrahltechnik ein, daher bot der Hersteller die kleinsten Multifunktionsgeräte an. Marktführer Hewlett-Packard (HP) zog erst ab Mitte 2005 mit dieser neuen Technologie nach.

Die Vorteile sind enorm: Die Geräte können kompakter (weniger hoch) gebaut werden, da die Tintentanks nicht mit dem Kopf bewegt werden, da beide durch Kapillaren verbunden sind. Die Druckköpfe können dadurch feiner bzw. schneller positioniert werden, da durch die geringere bewegte Masse weniger Trägheit herrscht – was zu merklichen Qualitätsverbesserungen insbesondere beim Schnelldruck (Entwurfsdruck) führt. Erstaunlicherweise wurden Kapillaren zuerst von Refill-Anbietern eingesetzt (speziell für Epson-Drucker), um größere Tintentanks als die vom Drucker-Hersteller angebotenen anbieten zu können. Diese Tintentanks müssen außerhalb des Geräts angebracht werden und durch die Kapillaren mit dem Druckkopf verbunden werden.

Textilindustrie

In der Textilindustrie steht die Bezeichnung Kapillare für die feinste (einzelne) Faser, die dann zu einem Garn gesponnen werden. Der Kapillarfaden ist der beim Düsenspinnverfahren aus der Bohrung der Spinndüse austretende Einzelfilamentfaden.

Weitere Anwendungen

• Docht
• Löschpapier
• die Innenauskleidung von Wärmerohren
• Faserstruktur von Pflanzen zum Flüssigkeitstransport
• Papierchromatographie

Literatur

• H. Schubert: Kapillarität in porösen Feststoffsystemen, Springer-Verlag, Berlin, 1982, ISBN 3-540-11835-7