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Funny Shampoo
In diesem Video rinnt Kiwi-Banane-Shampoo aus einem Trichter gleichmäßig auf eine schräg gestellte Plexiglasplatte. Man beobachtet, dass der Strahl nicht gleichmäßig verläuft, sondern immer wieder Bögen neuer Strahlen ausbildet, mitunter auch mehrere hintereinander, die für mehrere Sekunden stabil sein können.
Funny Shampoo (Quelle: Professor Dr. Schalley)
Das Shampoo wird an der Plexiglas-Oberfläche reflektiert.
Das Shampoo ist strukturviskos, d.h. seine Zähigkeit nimmt bei hohen Scherkräften ab, wird also flüssiger.
Das Shampoo ist dilatant, d.h. seine Zähigkeit nimmt bei hohen Scherkräften zu, wird also fester.
Die Eigenschaften hängen ab von den im Shampoo vorhandenen Molekülen. Diese haben einen wasserlöslichen, polaren Kopf und einen wasserunlöslichen, unpolaren Schwanz.
Die Moleküle aggregieren zu Überstrukturen, die die mechanischen Eigenschaften wesentlich beeinflussen. Daher funktioniert das Experiment am besten mit diesem Kiwi-Banane-Shampoo.
Dieses Phänomen wurde von Alan Kaye 1963 in der renommierten Fachzeitschrift Nature beschrieben mit dem Hinweis, er wisse nicht, warum dies geschehe. Nach ihm ist der Effekt als Kaye-Effekt benannt worden.
Eine gute Erklärung wurde tatsächlich erst 2006, also mehr als 40 Jahre später, beschrieben: Der Shampoostrahl gleitet auf dem kleinen Hügel, der sich zunächst bildet, seitlich ab. Dabei entstehen Scherkräfte zwischen dem Strahl und dem nahezu in Ruhe befindlichen Shampoo-Hügel. Die Scherkräfte verflüssigen das Shampoo an einer sehr dünnen Grenzschicht zwischen Strahl und Hügel, so dass der Strahl nicht mehr in den Hügel eindringen kann, sondern an ihm ohne großen Geschwindigkeitsverlust abgleitet. Dabei drückt er eine Mulde in die auf der Plexiglasscheibe befindliche Shampooschicht. Diese wirkt wie eine Skischanze. Bis zu vier, für mehrere Sekunden stabile Bögen hintereinander haben wir schon beobachtet.