Oberflächenvergrößerung

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Eine Oberflächenvergrößerung ist die Zunahme der Begrenzung eines Systems gegen das Außenmedium auch bei konstantem Volumen. Die Gesamtoberfläche nimmt bei gleichbleibendem Volumen u. a. zu, wenn ein Körper in Teile zerlegt wird, wenn eine Kugel deformiert wird, wenn ein platonischer Körper in einen anderen mit niedrigerer Flächenzahl überführt wird und wenn ein Würfel in einen andersartigen Quader überführt wird. Allgemein nimmt die Gesamtoberfläche bei gleichbleibendem Volumen zu, wenn ein kompakter Körper in einen länglicheren, flacheren, gegliederten oder differenzierten Körper überführt wird, vgl. auch Zerteilungsgrad. Die Gesamtoberfläche nimmt bei abnehmendem Volumen zu, wenn ein Körper durch Materialentnahme so gehöhlt wird, etwa durch Anbohren, dass die neu entstehende Oberfläche im bisherigen Innern den wegfallenden Teil der bisherigen Oberfläche übertrifft.

Oberflächenvergrößerung gilt als ein wichtiges Funktions- und Entwicklungsprinzip in der Biologie und in der Technik.

BiologieBearbeiten

Auf Oberflächenvergrößerung beruhen in der Zoologie u. a. die räumliche Gliederung der Grauen Substanz, die Faltung der Großhirnrinde, die Kiemenatmung, die Formbildung der Lungenbläschen und der Blutkapillaren. Bei letzteren dreien wird die Fläche des Gasaustausches vergrößert und so die Atmung optimiert. Die Faltung der Großhirnrinde ist ein Gegenstand der topistischen Hirnforschung.[1] Die Form von Erythrozyten ist bestimmt durch ein möglichst großes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen. Es handelt sich dabei um eine relative Oberflächenvergrößerung.[2] Phagozyten wehren durch Oberflächenvergrößerung und Einstülpung der Oberflächenmembran als Vorstufe der Phagocytose eingedrungene Erreger ab.[3] Ein botanisches Beispiel ist das Pflanzenblatt, das durch eine große Oberfläche in die Lage versetzt wird, möglichst viel Licht aufzunehmen. Cytologische Beispiele sind Mikrovilli an Darmepithelzellen zum besseren Stoffaustausch, die gefaltete innere Mitochondrienmembran und Thylakoide in Chloroplasten.

TechnikBearbeiten

Beispiele aus der Technik sind Heizkörperlamellen und gelochte Bremsscheiben, die jeweils möglichst viel Wärme abgeben sollen, gestückelte Tiefkühlkost, die möglichst schnell viel Wärme aufnehmen soll, Zucker und Salz in granulärer Form zur schnellen Löslichkeit in Wasser, Flugsteige zur Aufnahme von möglichst vielen Fluggastbrücken und Regalsysteme in Bibliotheken, Lagern, Archiven und Aservatensammlungen.

WeblinksBearbeiten

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Cephalisationsgrad, topistische Gehirnforschung. In: Alfred Benninghoff, Kurt Goerttler: Lehrbuch der Anatomie des Menschen. Dargestellt unter Bevorzugung funktioneller Zusammenhänge. 7. Auflage. 3. Band. Nervensystem, Haut und Sinnesorgane. Urban und Schwarzenberg, München 1964, S. 226–228.
  2. Erythrocytenform. In: Hermann Rein, Max Schneider: Einführung in die Physiologie des Menschen. 15. Auflage. Springer, Berlin 1964, S. 22.
  3. Oberflächenmembran. In: Hans Ulrich Zollinger: Pathologische Anatomie. Band 1. Allgemeine Pathologie. Georg Thieme, Stuttgart 1968, S. 147.