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Rühren rückwärts

Eine Suspension kleiner Teilchen in einer zähen Flüssigkeit kann unter bestimmten Umständen durch bloßes Umkehren des Rührvorgangs wieder entmischt werden. Dazu muss die Konzentration der Teilchen so gering sein, dass diese während des Umrührens nicht miteinander kollidieren. Das haben Forscher der New York-Universität zusammen mit Kollegen aus Kalifornien und Israel herausgefunden.

Das Mischen zweier Flüssigkeiten ist in der Regel ein irreversibler Vorgang ? man denke nur das Rühren von Milch und Kaffee: Der Milchkaffee kann selbstverständlich nicht durch bloßes Umkehren der Rührrichtung wieder in seine beiden Bestandteile getrennt werden.

David Pine und seine Forscherkollegen haben nun allerdings herausgefunden, dass das Mischen von nur wenigen Mikrometern kleinen Kunststoffkugeln in einer zähen Flüssigkeit reversibel ist, solange die Konzentration der Kugeln nicht zu groß ist. Die Irreversibilität tritt nur dann ein, wenn die Kügelchen beim Mischen zusammenstoßen. Dies kann durch niedrige Konzentrationen und kurze Mischvorgänge verhindert werden.

In ihrem Experiment schlossen die Forscher eine Flüssigkeit in einen nur wenige Millimeter großen Raum zwischen zwei konzentrisch angeordneten Zylindern ein. Sie tropften dann eine kleine Menge von Kügelchen in die Flüssigkeit und vermischten die beiden Bestandteile ihrer Suspension durch eine kurze Rotation des inneren Zylinders.

Tatsächlich gelang es, die Suspension durch eine zweite Rotation des inneren Zylinders in die umgekehrte Richtung wieder zu entmischen. Studienleiter Pine ist der Ansicht, dass seine Ergebnisse in der industriellen Pharmaproduktion zur Optimierung von Mischvorgängen eingesetzt werden könnten.

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Nature (Band 438 Seite 997) Stefan Maier
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