Schonmal Seifenblasen beim Platzen zugeschaut?

Seifenblasen sind etwas tolles. Unsere kleine Tochter befindet diese fragilen Gebilde im Moment als so ziemlich das Faszinierendste, was in ihrer Welt exisiert. Und wie könnte man es ihr verdenken. Die in allen Regenbogenfarben schillernden Bubbles sehen einfach klasse aus. Doch wie steht es um die Wissenschaft rund um die Leichtgewichte? Die Frage, ob man die Dinger einfrieren kann,wurde bereits bei Kopfball beantwortet.

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Eingefrorene Seifenblase (Kopfball)

Doch was genau passiert, wenn der hauchdünne, zum zerreissen gespannte, Film aus Wasser und Detergenzien, letztendlich nachgibt? Für das menschliche Auge ist dieser Prozess eindeutig zu schnell, als dass man Einzelheiten auflösen könnte. Genau deshalb haben sich einige Physiker am MIT, das ganze mal genauer angeschaut. Und diese Arbeit zeigt, dass man keine Teilchenbeschleunigermonstermaschine benötigt um “bahnbrechende” Ergebnisse im Fachmagazin “Nature” zu publizieren. Ein Strohhalm und etwas Seifenwasser ist da schon ausreichend.

Sie bliesen also ein paar Blasen durch einen Strohhalm und beobachteten den Platzprozess mit einer Hochgeschwindigkeitskamera. Sie  beobachteten dabei, dass die Blasen beim Platzen einen Ring aus winzigen Tochteblasen produzierte (Video). Doch warum tut sie das?

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Platzende Seifenblase (courtesy: Nature Magazine; James Bird et al.)

Die Wissenschaftler beobachteten, das die Seifenmembran beim Platzen in sich zusammenfaltet und eine  Donut-förmige Ringstruktur ausbildet, die beim Auftreffen auf den Untergrund wiederum zerrissen wird und die winzigen Tochterblasen bildet. Und die Tochterblasen können denselben Vorgang widerholen (erinnert mich irgendwie an die unendlich kleiner werdenden Wiederholungen der Mandelbrot Strukturen!).

Die folgenden drei Jahre verbrachten die Wissenschaftler mit der Formulierung einer physikalischen Gesetzmässigkeit der platzenden Seifenblasenstruktur und stellten fest, dass der Prozess auf drei Variablen eingrenzbar ist: die Oberflächenspannung der Blase, die Massenträgheit der Flüssigkeit und der Druck des eingeschlossenen Gases. Diese Formel beschrieb nun die oben genannten Vorgänge beim Platzen der Seifenblase und zeigte zusätzlich, dass noch eine Variante mit zwei “Lufteinschlüssen” möglich ist, die noch mehr Tochterblasen generieren müsste und eine zweit Variante, ohne Lufteinschluss und damit auch ohne Tochterblasen.

Selbst praktische Anwendungen beherbergt diese Forschung. So sind Blasen zum Beispiel ein anhaltendes Problem bei der Fertigung von Glasprodukten, die die Stabilität des Produktes negativ beeinflussen können. Und auch in der Klimaforschung kommen Blasen vor: So sind Meerwasserblasen massgeblich an der Bildung Salzhaltiger Aerosole beteiligt, die wiederum für die Wolkenbildung wichtig sind. Es steckt also eine Menge Wissenschaft in der Seifenblase.
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Bird, J., de Ruiter, R., Courbin, L., & Stone, H. (2010). Daughter bubble cascades produced by folding of ruptured thin films Nature, 465 (7299), 759-762 DOI: 10.1038/nature09069

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  1. Joe Dramiga sagt:

    Die Befunde passen ja zemlich gut zu meinem Artikel über die Physik des Bieres. Dort habe ich über die Blasen in der Schaumkrone des Bieres geschrieben.

    [Antwort]

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