Zerplatzt eine Blase auf einer flüssigen oder festen Oberfläche, hinterlässt sie unter den richtigen Bedingungen einen Ring aus vielen kleineren Bläschen. Dieses nur im Prinzip schon länger bekannte Verhalten haben Forscher um James Bird von der Harvard University in Cambridge nun mit Hilfe von Hochgeschwindigkeitskameras im Detail aufklären können.

Auf ihren Aufnahmen stellten die Wissenschaftler fest, dass sich die winzigen Bläschen in einem zweistufigen Prozess bilden. Die gekrümmte Oberfläche der Seifenblase führt zu einem höheren Druck auf der Innenseite als an der Außenseite, berichten Bird und seine Kollegen. Sobald die Blase zerplatzt, ergibt sich daher eine nach innen gerichtete Kraft.

Innerhalb von rund drei Millisekunden würde sich der Flüssigkeitsfilm zusammenziehen, wobei Luft eingeschlossen werden kann. Im nächsten Schritt zerbricht der mit Luft gefüllte Ring auf Grund der Oberflächenspannung dann in kleinere Bläschen. Analog zu einem dünnen Wasserstrahl, der in einzelne Tröpfchen aufreißt, erläutert Bird. Schließlich vereinigen sich die winzigen Bläschen dann mit der Flüssigkeit.

In Experiment und numerischen Simulationen untersuchten die Forscher, wie die Bildung der winzigen Luftblasen von den Eigenschaften der Flüssigkeit – wie Dichte, Viskosität oder Oberflächenspannung – abhängt. Auch den Radius der Blasen sowie das eingeschlossene Gas variierten sie. Überrascht waren Bird und sein Team, als selbst Blasen aus zähflüssigen Substanzen wie Öl einen Ring aus kleineren Bläschen hinterließen.

Zudem heben die Autoren hervor, dass kleinere Blasen Aerosoltröpfchen effizienter zerstäuben als große Exemplare: Sie würden das Gas beim Zerbersten besser absorbieren, weil sie einen höheren Innendruck besitzen. Da solche feinen Tropfen beispielsweise bei der Übertragung von Krankheiten oder dem Gas-, Salz- und Wärmeaustausch zwischen Ozean und Atmosphäre eine Rolle spielen, seien die neuen Erkenntnisse sehr interessant. Aber auch für industrielle Prozesse, in denen eine Blasenbildung nicht erwünscht ist – etwa bei der Glasherstellung. (mp)