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 Grundlagen der Blockchain-Technologie in der Energiewirtschaft
27.07.2018 | Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V.

nachricht Studie zu Werkstoffprüfung: Schäden in nichtmagnetischem Stahl mit Magnetismus aufspüren
23.07.2018 | Technische Universität Kaiserslautern

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: 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

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

17.08.2018 | Messenachrichten

LaserForum 2018 thematisiert die 3D-Fertigung von Komponenten

17.08.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Farbeffekte durch transparente Nanostrukturen aus dem 3D-Drucker

17.08.2018 | Informationstechnologie

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