Zugegeben, es ist ja fast schon jedem von uns passiert. Früher als es noch die Glasflaschen gab, hat man diese einfach geöffnet, umgedreht und nichts ist rausgekommen. Dann hat man die Flasche -hoffentlich vorher verschlossen -geschüttelt, sie geöffnet und dann kam gleich der ganze Inhalt raus und die Pommes waren in Ketchup ertränkt. Warum wurde aus dem festen Ketchup eigentlich so schnell eine Flüssigkeit?

Diese Eigenschaft von Ketchup nennt man thixotrop. Schön, dass wir einen Namen haben, aber da geht es um mehr. In der Schule wird gerne erklärt, dass es nur drei Aggregatszustände gibt: fest, flüssig und gasförmig. Aber so einfach geht"s leider nicht. Es gibt noch andere interessante Zustände, die Körper besitzen können. Nämlich thixotrop undrheotrop. Ketchup ist im Ruhezustand fest. Wird aber ein wenig Energie zugeführt, dann wird das Ketchup eine Flüssigkeit. Durch das Schütteln oder auch durch Wärmezufuhr wird das Ketchup flüssig und bleibt das auch ein paar Sekunden. Diese Eigenschaft nennt man thixotrop. Jetzt werden manche wohl fragen, was dies denn mit einem Kraftfahrzeug zu tun hat -gemach.

Experiment mit Maisstärke

Es gibt auch noch rhetrope Substanzen. Als Beispiel ist hier Maisstärke zu erwähnen. Vermengen sie Maisstärke mit warmem Wasser im Verhältnis bezüglich des Gewichtes 1:1, dann erhalten sie einen Brei, der sich wie eine Flüssigkeit verhält. Sie können mit den Fingern ganz leicht durch die Flüssigkeit streichen, wenn sie nur langsam genug sind. Bewegen sie die Finger zu schnell, so wird das Maisstärke-Wasser-Gemenge steinhart. Sie können mit der Faust auf dieses Gemenge einschlagen, so richtig fest. Sie müssen nicht damit rechnen, dass sich die Flüssigkeit in der Küche verteilt, aber Vorsicht, es kann auf der Hand recht weh tun. Ebenso beeindruckend ist es, einen Nagel in der Flüssigkeit untergehen zu sehen. Suchen sie nun mit den Fingern den Nagel, ziehen sie diesen langsam zur Hälfte heraus um ihn dann ruckartig nach oben zu ziehen. Die gesamte Schüssel wird mit nach oben gezogen, aber Vorsicht, wenn die Schüssel oben ist, dann ist viel zu wenig Kraft vorhanden und die Substanz in der Schüssel wird wieder flüssig und fällt dann runter. Hier kann man das ungewöhnliche Verhalten der Flüssigkeit leicht erklären. Die einzelnen Stärkemoleküle lösen sich beim Kontakt mit Wasser etwas auf.

Das heißt, dass einzelne Molekülstrukturen aus den Stärkekörnern herauswachsen. Die Oberfläche der Stärkekörner wird sehr rau. Die einzelnen Stärkekörner sind benachbart und sie verzahnen sich. Übt man wenig Kraft aus, dann können sich die einzelnen Stärkekörner voneinander leicht lösen. Istdie Kraft aber sehr groß, dann haben die Stärkekörner mit den verästelten Molekülspitzen keine Zeit, sich voneinander zu lösen. Sie sind stärker als ein Klettverschluss verbunden.

Rhetropes Silikonöl

Gut, spannend und schön, und was hat das mit einem Auto zu tun? Sehr viel, denn diese Substanzen werden bei 4WD-Kupplungen eingesetzt. Will man den Allradantrieb dazu schalten, dann wird in dem Kupplungsgehäuse ein Lamellenrad in Bewegung versetzt. Dieses Rad bewegt sich in einem Silikonöl, das die gleichen Eigenschaften wie Maisstärke zeigt. Dadurch wird ein anderes Lamellenrad, welches die anderen beiden Autoräder bewegt, aktiviert und der Kraftschluss zwischen Vorder-und Hinterachse hergestellt. Natürlich gibt es noch andere Arten von Kupplungen, die sicher nicht einen so tollen Effekt haben, das ist dannaber ein Thema für andere Kolumnen.