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Tropfen oder doch lieber Fäden? Saarbrücker Physiker untersuchen die Eigenschaften von Flüssigkeiten

14.06.2012
Ob Wasser, Speichel oder Ketchup – Flüssigkeiten haben eins gemeinsam: Sie tropfen. Aber welche Vorgänge laufen dabei genau ab? Warum bilden manche Flüssigkeiten Fäden und andere nicht?
Dem Phänomen dieser Fäden sind Forscher um den Physik-Professor Christian Wagner von der Universität des Saarlandes auf der Spur. Denn nicht alle Flüssigkeiten bilden diese Fäden und manche Flüssigkeiten bilden besser Fäden als andere. Dass diese Fäden nicht nur für die Grundlagenforschung interessant sind, zeigt die Tatsache, dass sie etwa in der Medizintechnik und bei der Lebensmittelherstellung verwendet werden.

„Wir untersuchen, wie sich komplexere Flüssigkeiten, zum Beispiel Speichel, verhalten“, erklärt Physik-Professor Christian Wagner. Im Gegensatz zu Wasser verhalten diese sich anders: Hier reißen die Tropfen nicht schnell ab, sondern bilden Fäden, die die Flüssigkeit lange zusammenhalten. Dieses Phänomen könne man etwa bei Säuglingen beobachten, wenn der Speichel in langen Fäden aus dem Mund laufe und nicht sofort als Tropfen abreiße. „Dabei hängt die Länge der Fäden von der Zusammensetzung der Flüssigkeiten ab“, berichtet Wagner weiter. Beim Speichel sorgen sogenannte Glykoproteine dafür, dass sich lange Fäden bilden.

In ihrer Studie untersuchten die Physiker der Saar-Uni unter anderem die Eigenschaften von Speichel und Xanthan – einem Polymer, das bei der Lebensmittelherstellung als Verdickungs- und Geliermittel eingesetzt wird. Hierbei konnten die Forscher beobachten, dass sich beim Speichel besser Fäden bilden, als dies beim Xanthan der Fall ist. „In gewisser Weise wehren sich die Polymermoleküle, wie Wollknäule entknäult zu werden“, erklärt der Physiker.
Die Bildung solcher Fäden ist aber nicht nur für die Grundlagenforschung interessant, sondern sie hat auch einen konkreten Nutzen. „Bei der Blutdialyse kommen zum Beispiel Nanofäden zum Einsatz, die das Blut filtern“, sagt Wagner. Darüber hinaus ist das Verständnis der Tropfenbildung auch in der Nahrungsmittel- und Pharmaindustrie wichtig

Die Ergebnisse der Studie wurden veröffentlicht: Sattler, S. Gier, J. Eggers, C. Wagner. The final stages of capillary break-up of polymer solutions. Phys. Fluids 24, 023101 (2012)
Fragen beantwortet:

Professor Christian Wagner
Experimentalphysik
Telefon: 0681 / 302-3003
E-Mail: c.wagner@mx.uni-saarland.de

Melanie Löw | Universität des Saarlandes
Weitere Informationen:
http://www.uni-saarland.de

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