Dynamik von Flüssigkeiten Die perfekte Bierblume
Pils: Reibung der Schaumbläschen an der Gefäßwand
Foto: Roland Weihrauch/ dpa"Als ich in Südfrankreich an meiner Doktorarbeit schrieb, waren wir in einer Kneipe und bemerkten, dass Guinness, ein sehr schaumiges Bier, fast überhaupt nicht überschwappt", erzählt Alban Sauret vom Forschungszentrum CNRS bei Paris. Er beschloss, das Phänomen genauer im Labor zu untersuchen.
Mit Kollegen um Emilie Dressaire von der New York University konstruierte er einen rechteckigen Glasbehälter, den sie mit einer Mischung aus Wasser, Glyzerin und einem Schuss gewöhnlichen Geschirrspülmittel füllten. Durch eine feine Nadel bliesen die Wissenschaftler einen konstanten Luftstrom in die Flüssigkeit und erzeugten so dank des Spülmittels gleichförmige Bläschen von jeweils drei Millimetern Durchmesser.
Bei unterschiedlich hohen Schaumkronen stießen sie den Behälter seitlich an oder schwenkten ihn vor und zurück und filmten das Verhalten der Flüssigkeit mit einer Hochgeschwindigkeitskamera. Das Ergebnis: Schon fünf Lagen Schaumbläschen reduzierten die Höhe der Wellen im Glas auf ein Zehntel.
Nutzen jenseits des Biers
Die Wissenschaftler glauben, dass die Reibung der Schaumbläschen an der Gefäßwand das Schwappen der Flüssigkeit dämpft. Dazu passt die Beobachtung, dass Bläschen ohne Kontakt zur Gefäßwand kaum zusätzliche Dämpfung liefern. Auch mehr als fünf Lagen Schaum bringen keine nennenswerte zusätzliche Dämpfung, da sich die oberen Lagen der Bläschen kaum noch bewegen.
Die Forscher hoffen, dass ihre Untersuchung auch jenseits der Kneipentheke von Nutzen ist. "Die potenziellen Anwendungen gehen weit über Bier hinaus", betont Sauret. Denn während überschwappendes Bier lediglich ein Ärgernis ist, kann schwappende flüssige Fracht wie etwa Öl oder Flüssiggas ein Fahrzeug aus der Bahn werfen oder sogar seine Tankwände bersten lassen.
Womöglich könnten Schichten aus Bläschen einen sicheren Transport gefährlicher Flüssigkeiten wie Flüssiggas und Raketentreibstoff ermöglichen, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt "Physics of Fluids".