Panoptikum interessanter Dinge und Begebenheiten: 25. Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten

Eiklar ist bekanntlich flüssig und gilt damit als eine Flüssigkeit. Aber es ist keine gewöhnliche (man sagt auch „Newtonsche“) Flüssigkeit, wie Sie sicherlich selbst schon oft bemerkten, als Sie versuchten, ein kleines Stück Eierschale mit den Fingern aus einem frisch in eine Schüssel geschlagenen Hühnerei heraus zu pulen. Das ist nämlich gar nicht so einfach, weil „Eiklar“ eben keine gewöhnliche Flüssigkeit wie beispielsweise Benzin oder Diesel ist (Wasser tut nur so, als ob es eine „gewöhnliche“ Flüssigkeit wäre, was aber so auch nicht stimmt. Wasser ist nämlich alles andere als eine „gewöhnliche“ Flüssigkeit). Das Eigelb dagegen kann man leicht vom Eiklar trennen, am besten mit Hilfe einer leeren Cola- oder Saftflasche aus Plastik. Probieren Sie es einfach mal aus…

Doch kommen wir zurück, zu „Flüssigkeiten“, genauer Fluiden, die sich nicht wie „normale“ Flüssigkeiten oder normale Fluide verhalten (auch feiner Sand ist ein „Fluid“, wie der Blick in eine klassische Eieruhr beweist).

Nach der „reinen“ Lehre, sind beispielsweise nicht-newtonische Flüssigkeiten „Flüssigkeiten“, die ein auffällig nichtlineares viskoses Fließverhalten zeigen, d. h. sie ändern ihre Viskosität („Fließverhalten“), wenn sich die auf sie einwirkenden Scherkräfte verändern – etwas, was bei „gewöhnlichen“ Flüssigkeiten bekanntlich nicht der Fall ist. Man kann eine solche Substanz leicht selbst herstellen, in dem man aus Maisstärke und Wasser eine nur leicht breiartige Flüssigkeit herstellt. „Dilatanz“ ist dann erreicht, wenn man mit dem Löffel die Flüssigkeit nur noch ganz langsam umrühren kann. Erhöht man die „Rührgeschwindigkeit“, dann wird das „Umrühren“ immer schwieriger, da sich die Flüssigkeit in Bezug auf die dabei auftretenden Scherkräfte zunehmend wie ein Festkörper verhält. Man kann dann sogar beobachten, dass sich in dem Medium auf einmal Risse bilden, was natürlich für eine breiartige Masse ziemlich ungewöhnlich ist. Sie können aber auch einen gewöhnlichen Hammer hernehmen und die „Bahnseite“ seines Kopfes auf den Maisstärkebrei legen. Er wird dann schnell einsinken. Wenn Sie mit ihm aber schnell auf die Flüssigkeitsoberfläche schlagen, dann ist es so, als ob sie damit auf ein Brett hauen: der Maisstärkebrei verhält sich in diesem Fall wie ein Festkörper. Die plötzliche Zunahme der Viskosität hat seine Ursache in einer Strukturänderung im Fluid, die dafür sorgt, dass die einzelnen Fluid-Partikel auf einmal stärker miteinander wechselwirken. Schon Osborne Reynolds (1842-1912) konnte im Jahre 1885 dieses Phänomen am Beispiel von feuchtem Treibsand erklären. Denn er verhält sich bekanntlich auch „nicht-newtonisch“.

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