Kinder lieben sie. Doch auch Erwachsene können sich daran erfreuen. Sogar gestandene Physiker können sich ihrer Faszination nicht entziehen: Seifenblasen. So simpel wie effektvoll lässt sich mit ein wenig Wasser und Seife eine bunt schillernde Wolke tanzender Bläschen herbeizaubern.
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Welche interessanten Dinge wir von Seifenblasen lernen können, zeigten zwei Publikationen Anfang des Jahres in den Fachzeitschriften von "Physical Review". In der Forschungsgruppe um Régis Wunenburger in Paris ließ man Seifenblasen kontrolliert platzen, um die Schockwelle mit kleinen Mikrophonen und einer Hochgeschwindigkeitskamera aufzunehmen.
Flotte Schockwelle
Obwohl die Luft in der Seifenblase einen gleichförmigen Druck in alle Richtungen auf den Seifenfilm ausübt, platzte sie nicht in einer Explosion, sondern bekam einen Riss, der sich über die Oberfläche der Blase ausbreitete. Aufgrund der Erdanziehungskraft, die die Seifenmoleküle nach unten zieht, entsteht dieser Riss an der Oberseite, wo der Film am dünnsten ist.
Eine Schockwelle wanderte über die Blasenwand nach unten, gefolgt von dem Ring des herabfallenden Seifenwassers. In den standardisierten Seifenblasen mit einem Volumen von einem Milliliter dauerte dieser Vorgang nur fünf Millisekunden.
Wer schafft die größte?
Mit platzenden Seifenblasen beschäftigten sich auch die Physiker um Justin Burton in Atlanta (USA). Sie versuchten allerdings, das Platzen zu verhindern, während sie nach dem besten Rezept für besonders große Blasen suchten. Wie kann ein so dünner Film aus Seifenwasser ein Volumen von bis zu 100 Kubikmetern umschließen, ohne zu reißen? Der Schlüssel zum Erfolg ist dabei der Einsatz eines Polymers.
Die Inspiration dazu fanden die Forscher im Internet, wo sich Straßenkünstler der ganzen Welt darüber austauschen. Polymere sind Moleküle, die sich zu Ketten verbinden, wie beispielsweise unsere DNA oder Kunststoffe. Das Mittel der Wahl für gigantische Seifenblasen sind Polyethylenglycol, ein Industriepolymer, oder Guarkernmehl, das sonst als Verdickungsmittel in Lebensmitteln Anwendung findet. Die Polymerketten bilden ein Netz, das den Seifenblasen das nötige Maß an Stabilität und Flexiblität verleiht.
Rezept für gigantische Seifenblasen
Und hier ist es, das Rezept für die perfekte Seifenblase, von Physikern unter Laborbedingungen getestet:
Zutaten:
- 1 Liter Wasser
- 50 Milliliter Geschirrspülmittel (etwas mehr als 3 Esslöffel, die Forscher empfehlen Dawn Professional)
- 2-3 Gramm Guarkernmehl (ein bisschen mehr als ein halber Teelöffel)
- 50 Milliliter Reinigungsalkohol
- 2 Gramm Backpulver (ein halber Teelöffel)
Zubereitung:
- Guarkernmehl mit Alkohol mischen und rühren, bis keine Klümpchen mehr vorhanden sind
- Mischung zum Wasser geben und vorsichtig für 10 Minuten rühren, eine Weile ruhen lassen und erneut rühren. Das Guarkernmehl muss Flüssigkeit ziehen. Das Wasser sollte etwas eindicken, wie eine dünne Suppe.
- Backpulver zugeben und unterrühren
- Geschirrspülmittel zugeben und vorsichtig mischen, damit kein Schaum entsteht
Nicht nur zum Spaß
Besonders stabil wurden die Seifenblasen mit gealtertem Polyethylenglycol, das aus einer Mischung verschieden langer Ketten bestand. Diese Erkenntnis sei auch für andere Anwendungen nützlich, sagen die Forscher. Auf Flüssigkeiten, die unter Spannung stehen – etwa wenn Öl durch Rohre fließt – wirken ganz ähnliche Kräfte. Mit den Ergebnissen der französischen Studie lassen sich diese auch besser messen. (Friederike Schlumm 19.4.2020)