Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie entstehen die Tropfen auf der Suppe

13.08.2013
Betrachtet man einen Teller Hühnersuppe, fallen einem sofort die kleinen, glänzenden Fettaugen auf, die oben auf der Suppe schwimmen.

Obwohl uns dieses alltägliche Phänomen so vertraut erscheint, weiß man bislang nur wenig darüber, wie diese Fettaugen entstehen.

In einer Studie haben Physiker der Saar-Uni um Prof. Ralf Seemann und Mathematiker um Prof. Barbara Wagner von der Technischen Universität Berlin und dem Weierstraß-Institut untersucht, wie solche flüssigen Tropfen zustande kommen.

Die Ergebnisse der nun veröffentlichten Studie zeigen, dass die Bildung der Tropfen von den Eigenschaften der Flüssigkeit und der Dicke der Flüssigkeitsschicht abhängt, auf der sie schwimmen.

Gemeinsame Pressemeldung der Universität des Saarlandes und der Technischen Universität Berlin

Die Studie ist abrufbar unter: http://link.springer.com/article/10.1140/epje/i2013-13087-x

Wir alle kennen die kleinen Fetttropfen, die auf einer Suppe oder auch auf Wasseroberflächen schwimmen. „Sie entstehen aus einem anfänglich gleichmäßigen Ölfilm“, erklärt Physik-Professor Ralf Seemann von der Universität des Saarlandes. Wie bei allen natürlichen Systemen streben auch die Öltropfen an, einen Zustand des Gleichgewichts zu erreichen. „Hat sich dies eingestellt, haben die Fettaugen eine linsenähnliche Form, die durch die Oberflächenspannungen der beteiligten Grenzflächen bestimmt ist“, berichtet er weiter.

Das Team von Ralf Seemann ist zusammen mit Berliner Mathematikern um Professorin Barbara Wagner der Frage nachgegangen, wie Tröpfchen, die auf einer nicht-mischbaren Flüssigkeit schwimmen, entstehen. Die Wissenschaftler haben hierzu zunächst beobachtet, wie sich die Form eines Tropfens im Laufe der Zeit verändert. „Um dies präzise zu messen, haben wir unsere Versuche mit nicht-mischbaren Polymerschmelzen durchgeführt“, erläutert der Professor. Diese Schmelzen besitzen temperaturabhänige Viskositäten, die für die Untersuchungen besser geeignet sind als zum Beispiel Wasser; so können sie auch eingefroren werden, ohne dass sie ihre Form verändern. „Damit die Gravitation die Ergebnisse nicht beeinflusst, haben wir die Experimente zudem an nur einem Mikrometer großen Tropfen durchgeführt. Diese sind circa 100-mal kleiner als das menschliche Haar.“

Die Forscher konnten in ihrer Studie zeigen, dass ein sich bildender Tropfen ein Strömungsprofil verursacht, das noch tief in der darunterliegenden Flüssigkeit zu spüren ist. „Daher hängen die dynamische Tropfenform und die Zeit, in der sich der Tropfen bildet, empfindlich von der Viskosität und der Dicke der darunterliegenden Flüssigkeitsschicht ab“, kommentiert der Saarbrücker Physiker die Ergebnisse. „Die Tropfen entwickeln schon zu einem vergleichsweise frühen Zeitpunkt eine Form, die nicht mehr von ihrem Anfangszustand, sondern nur noch von ihrem Volumen abhängt. Dies zeigen unsere numerischen Simulationen der dazu entwickelten mathematischen Modelle“, berichtet Professorin Barbara Wagner von der Technischen Universität Berlin und dem Weierstraß-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik. Im weiteren Verlauf sind die unterschiedlichen Tropfen in ihrer Form nicht mehr zu unterscheiden. Ist zusätzlich noch die untere Flüssigkeitsschicht sehr dünn, so können die Tropfen ihre Übergangsformen sogar beibehalten, ohne je ihre Gleichgewichtsform zu erreichen.

Die Arbeit der Saarbrücker und Berliner Forscher wurde im Rahmen des Schwerpunktprogramms „Transport Processes at Fluidic Interfaces“ (SPP 1506), das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft unterstützt wird, angefertigt.

Die Studie wurde im renommierten „European Physical Journal“ veröffentlicht:
Stefan Bommer, Florian Cartellier, Sebastian Jachalski, Dirk Peschka, Ralf Seemann, and Barbara Wagner: „Droplets on liquids and their journey into equilibrium”.

DOI: 10.1140/epje/i2013-13087-x

Fragen beantworten:

Prof. Dr. Ralf Seemann
Experimentalphysik
Universität des Saarlandes
Tel.: +49 0681 302-71799
E-Mail: r.seemann(at)physik.uni-saarland.de
www.uni-saarland.de/fak7/seemann/
Prof. Dr. Barbara Wagner
Institut für Mathematik
Technische Universität Berlin
Tel: +49 030 314 22246
E-Mail: bwagner(at)math.tu-berlin.de

Melanie Löw | Universität des Saarlandes
Weitere Informationen:
http://www.uni-saarland.de
http://link.springer.com/article/10.1140/epje/i2013-13087-x

Weitere Berichte zu: Fettaugen Flüssigkeit Flüssigkeitsschicht Physik Suppe Tropfen Viskosität

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Studien Analysen:

nachricht Weltweit erste Therapiemöglichkeit für Kinderdemenz CLN2 entwickelt
25.04.2018 | Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf

nachricht Tabakrauchen verkalkt Arterien stärker als reiner Cannabis-Konsum
11.04.2018 | Universität Bern

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Studien Analysen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

Je mehr die Elektronik Autos lenkt, beschleunigt und bremst, desto wichtiger wird der Schutz vor Cyber-Angriffen. Deshalb erarbeiten 15 Partner aus Industrie und Wissenschaft in den kommenden drei Jahren neue Ansätze für die IT-Sicherheit im selbstfahrenden Auto. Das Verbundvorhaben unter dem Namen „Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 7,2 Millionen Euro gefördert. Infineon leitet das Projekt.

Bereits heute bieten Fahrzeuge vielfältige Kommunikationsschnittstellen und immer mehr automatisierte Fahrfunktionen, wie beispielsweise Abstands- und...

Im Focus: Powerful IT security for the car of the future – research alliance develops new approaches

The more electronics steer, accelerate and brake cars, the more important it is to protect them against cyber-attacks. That is why 15 partners from industry and academia will work together over the next three years on new approaches to IT security in self-driving cars. The joint project goes by the name Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) and has funding of €7.2 million from the German Federal Ministry of Education and Research. Infineon is leading the project.

Vehicles already offer diverse communication interfaces and more and more automated functions, such as distance and lane-keeping assist systems. At the same...

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Im Fokus: Klimaangepasste Pflanzen

25.05.2018 | Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Berufsausbildung mit Zukunft

25.05.2018 | Unternehmensmeldung

Untersuchung der Zellmembran: Forscher entwickeln Stoff, der wichtigen Membranbestandteil nachahmt

25.05.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

25.05.2018 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics