Nicht newtonsche Fluide - Dilatanz von Stärkelösung

von sommer on Oktober 16th, 2009
in Experimente

Welch erstaunliche Versuche man mit etwas Wasser und Stärke vollbringen kann zeigt youtube in einigen Videos. Mehr dazu später in diesem Artikel. Bevor ich dazu komme mehr zu schreiben ein kleiner Teaser für die Blogleser. Schaut euch mal diese Videos an:

Fortsetzung:

Weitere kreative Ideen zur Darstellung des Phänomens:

Zu Beginn erst einmal der Ansatz für diese recht erstaunlichen Experimente. Wie schon erwähnt benötigt man lediglich Wasser und Stärkemehl aus denen man einen zähen Brei herstellt. Lebensmittelfarben "peppen" die recht schlicht grau/weiße Masse auf. Die Rezepte dazu basieren in erster Linie auf dem eigenen ausprobieren. Es zeigt sich, dass Hand oder Finger in den Brei eintauchen können, bei plötzlichem Stoß oder Zug aber stecken bleiben. So lässt sich mit Druck auch eine Kugel in der Hand formen. Öffnet man die Hand zerfliesst die Kugel. Gerade die große Dimensionen des Versuches werden in den Videos deutlich. Ein Lautsprecher als Impulsgeber erzeugt ästhetische Gebilde, ein Pool voller Stärkelösung macht den Mythos des über Wasser gehens erlebbar. Die Hintergründe sind bis zu einem gewissen Grad selbst erlebbar, eine genaue Deutung aus dem Phänomen ist aber schwierig. Grundlage dieser Eigenschaft der Stärkesuspension findet sich in der Molekülstruktur der Stärke. Amylose (ca. 20%) und Amylopektin (ca. 80%) sind die wesentlichen Bestandteile der Stärke. Gerade das Amylopektin neigt zur Bildung von langen verzweigten Molekülverbänden über Wasserstoffbrückenbindungen. Wasser bindet sich so ebenfalls in die Struktur und wirkt in der Lösung, wie ein Schmiermittel das einzelne Cluster voneinander trennt. (gesättigte Lösung vorausgesetzt) Durch mechenischen Druck wird das Wasser zwischen den einzelnen Clustern verdrängt, die Stärkemoleküle verbinden sich per Wasserbrückenbindung zu größeren Clustern. Der Effekt der Erhöhung der Viskosität unter Druck wird als Dilatanz bezeichnet. Thixotropie ist übrigens der entgegengesetzte Effekt - die Abnahme von Viskosität durch Druck bzw. mechanische Einwirkung. Schüttelt man eine Ketchupflasche wird der Inhalt "flüssiger" und kann leichter ausgegossen werden. Deutlich wird dies an Ketchupbeuteln, die man in Fast Food Restaurants bekommt - dort also demnächst Ketchup kneten - er wird flüssiger. Weitere Ideen, Videos oder Anmerkungen gerne als Kommentar in den Blog oder per twitter an mich.


Bookmark and Share

Noch kein Feedback

    Share Your Thoughts


    Ihre E-Mail-Adresse wird nicht auf dieser Seite angezeigt.

    Ihr URL wird angezeigt.
    (Zeilenumbrüche werden zu <br />)
    (Name, E-Mail-Adresse & Webseite)
    (Benutzern erlauben, Sie durch ein Kontaktformular zu kontaktieren (Ihre E-Mail-Adresse wird nicht weitergegeben))