Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Sand fließt leichter in feuchtem Zustand

27.08.2012
Nasser Sand fließt leichter als trockener. Das wussten schon die alten Ägypter, die Sand mit Wasser begossen, bevor sie schwere Lasten darüber zogen.
Das Transportverhalten von feuchtem Sand haben Physiker der Saar-Uni um Professor Christian Wagner gemeinsam mit Kollegen der Universitäten Lüttich und Amsterdam unter die Lupe genommen: In Messungen mit einer eigens konstruierten Zelle konnten sie zeigen, dass Sand anfängt zu fließen, sobald eine bestimmte Krafteinwirkung überschritten ist. Ihre Forschungsergebnisse wurden jetzt in Physical Review E publiziert.

Beim Bau ihrer Pyramiden mussten die alten Ägypter riesige Steinquader und Statuen über den Sand transportieren. Damit sich die Kolosse besser bewegen ließen, befeuchteten sie den Sand zuvor mit Wasser. Dies ist detailliert auf einem Wandgemälde aus der Grabkammer von Tehuti-Tehep aus dem Jahre 1880 v.Chr. dargestellt und in Texten beschrieben.

Fast viertausend Jahre später haben Forscher der Universität des Saarlandes in Kooperation mit Kollegen der Universitäten Lüttich und Amsterdam gezeigt, dass feuchter Sand tatsächlich einfacher zu verformen ist, sobald die auf ihn einwirkende Kraft eine gewisse Grenze – die so genannte Fließgrenze – überschritten hat. Dazu haben die Wissenschaftler um Physik-Professor Christian Wagner eine spezielle Zelle konstruiert, mit der sich die Kraft messen lässt, die man benötigt, um Sand durch eine Röhre zu drücken. Vergleichbar ist dies mit dem Ausquetschen einer Zahnpasta-Tube: Ab einem gewissen Druck fließt die Masse aus der Tube, auf der Zahnbürste – also ohne Krafteinwirkung – ist sie wieder fester.

„Im feuchten Sand halten die Wassertröpfchen die Sandkörner durch Kapillarbrücken zusammen, es bilden sich kleine Sandklümpchen“, erläutert Christian Wagner. „Deshalb lassen sich auch nur aus feuchtem Sand Burgen bauen.“ Umso schwieriger sei die Vorstellung, dass angefeuchteter Sand leichter fließt. „Der Grund ist, dass sich zwischen den Sandklümpchen größere Luftlöcher befinden, die den Sand-Agglomeraten größere Bewegungsfreiheit erlauben“, so Wagner. Auf diese Weise könnte Transportenergie eingespart werden. Die Ergebnisse ließen sich auch auf alle anderen Granulate, wie Pulver oder Baumaterialien für den Straßenbau, übertragen, bei deren Verarbeitung weltweit riesige Energiemengen verbraucht werden.

Erstautor der Publikation ist der Argentinier Dr. Jorge Fiscina, der bereits im Rahmen eines von der Alexander von Humboldt-Stiftung finanzierten Georg-Forster Forschungsstipendiums im Team von Professor Christian Wagner gearbeitet hat. Der Gastwissenschaftler hält sich auch derzeit wieder für Forschungsarbeiten an der Saar-Uni auf.

Die Arbeit “Dissipation in quasistatically sheared wet and dry sand under confinement” wurde am 24. August in Physical Review E (Vol. 86, No. 2) publiziert.
Link zur Veröffentlichung: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.86.020103

Link zum erwähnten Wandgemälde:
http://digi.ub.uni-heidelberg.de/diglit/newberry1895bd1/0066?sid=6d14080c19a5e30907fb6f2fddb9f050

Kontakt:
Prof. Dr. Christian Wagner
Experimentalphysik
Universität des Saarlandes
Telefon: 0681 302-3003
E-Mail: c.wagner@mx.uni-saarland.de

Gerhild Sieber | Universität des Saarlandes
Weitere Informationen:
http://www.uni-saarland.de/fak7/wagner

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Unser Gehirn behält das Unerwartete im Blick
17.08.2018 | Philipps-Universität Marburg

nachricht Eisen und Titan in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt
16.08.2018 | Universität Bern

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Farbeffekte durch transparente Nanostrukturen aus dem 3D-Drucker

Neues Design-Tool erstellt automatisch 3D-Druckvorlagen für Nanostrukturen zur Erzeugung benutzerdefinierter Farben | Wissenschaftler präsentieren ihre Ergebnisse diese Woche auf der angesehenen SIGGRAPH-Konferenz

Die meisten Objekte im Alltag sind mit Hilfe von Pigmenten gefärbt, doch dies hat einige Nachteile: Die Farben können verblassen, künstliche Pigmente sind oft...

Im Focus: Color effects from transparent 3D-printed nanostructures

New design tool automatically creates nanostructure 3D-print templates for user-given colors
Scientists present work at prestigious SIGGRAPH conference

Most of the objects we see are colored by pigments, but using pigments has disadvantages: such colors can fade, industrial pigments are often toxic, and...

Im Focus: Eisen und Titan in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt

Forschende der Universitäten Bern und Genf haben erstmals in der Atmosphäre eines Exoplaneten Eisen und Titan nachgewiesen. Die Existenz dieser Elemente in Gasform wurde von einem Team um den Berner Astronomen Kevin Heng theoretisch vorausgesagt und konnte nun von Genfern Astronominnen und Astronomen bestätigt werden.

Planeten in anderen Sonnensystemen, sogenannte Exoplaneten, können sehr nah um ihren Stern kreisen. Wenn dieser Stern viel heisser ist als unsere Sonne, dann...

Im Focus: Magnetische Antiteilchen eröffnen neue Horizonte für die Informationstechnologie

Computersimulationen zeigen neues Verhalten von Antiskyrmionen bei zunehmenden elektrischen Strömen

Skyrmionen sind magnetische Nanopartikel, die als vielversprechende Kandidaten für neue Technologien zur Datenspeicherung und Informationsverarbeitung gelten....

Im Focus: Unraveling the nature of 'whistlers' from space in the lab

A new study sheds light on how ultralow frequency radio waves and plasmas interact

Scientists at the University of California, Los Angeles present new research on a curious cosmic phenomenon known as "whistlers" -- very low frequency packets...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

LaserForum 2018 thematisiert die 3D-Fertigung von Komponenten

17.08.2018 | Veranstaltungen

Aktuelles aus der Magnetischen Resonanzspektroskopie

16.08.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2018

16.08.2018 | Veranstaltungen

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

Bionik im Leichtbau

17.08.2018 | Verfahrenstechnologie

Klimafolgenforschung in Hannover: Kleine Pflanzen gegen große Wellen

17.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

HAWK-Ingenieurinnen und -Ingenieure entwickeln die leichteste 9to-LKW-Achse ihrer Art

17.08.2018 | Messenachrichten

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