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Die Marangoni-Konvektion beschreibt eine Strömung aufgrund von Oberflächenspannungsgradienten entlang freier Oberflächen. Die Oberflächenspannung ist eine Funktion der Temperatur sowie der Zusammensetzung der Flüssigkeit. Daher sind die Marangoni-Konvektion und der Phasenwechselprozess eng miteinander verknüpft.

Die Marangoni-Konvektion, Marangoni-induzierte Grenzflächenverformung und Marangoni-Instabilitäten in Flüssigkeitsfilmen bestimmen die Leistungsgrenzen vieler Wärmeübertragungsapparate, verfahrenstechnischen Anlagen, Anlagen der pharmazeutischen Industrie und Lebensmittelindustrie, sowie Druck- und Beschichtungsverfahren. Zum Beispiel führt die sogenannte langwellige Marangoni-Instabilität zum Filmaufriss, was die Leistung der Apparate erheblich beeinträchtigt und zur Beschädigung der Apparatur führen kann.

Das Forschungsvorhaben „Marangoni in Films“ zielt auf das Verständnis und Beeinflussung der Marangoni-Konvektion, der Marangoni-getrieben Filmverformung, -dynamik und –aufriss sowie des Wärme- und Stofftransportes ab. Dabei spielt der Einfluss der Schwerkraft auf die Marangoni-getriebene Strömungsdynamik und Transportprozesse eine wesentliche Rolle.

Im Rahmen des Projektes wird der für die Internationale Raumstation (ISS) vorgesehene Versuch „Marangoni in Films“ wissenschaftlich begleitet. Parallel werden Messkampagnen im Labor und im Rahmen von Parabelflügen unter reduzierter Schwerkraft durchgeführt. Weiterer Bestandteil ist die Durchführung numerischer Simulationen zum Verständnis der gekoppelten Marangoni-induzierten Filmströmungen und Transportphänomene und deren Beeinflussung durch Substratmodifizierung.

Die Ergebnisse können für die Verbesserung der Apparate und Prozesse in einem sehr breiten Anwendungsspektrum verwendet werden, z. B. Kühlung elektronischer Bauteile, Trennprozesse in chemischer Verfahrenstechnik sowie Druck- und Beschichtungsverfahren.