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Glastropfen zersplittern zu Staub : Forscher lösen das Rätsel der Bologneser Tränen

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Der Kopf der Glasfigur hält Hammerschlägen stand, doch wenn der Hammer auf den Schwanz der Figur trifft, explodiert sie.

shz.de von
erstellt am 10.Mai.2017 | 18:06 Uhr

Maryland | Die kleinen Glasfiguren sehen aus wie Tränen: Ihr runder Teil ist sehr stabil und hält starken Belastungen stand, selbst ein Hammer kann ihnen nur schwierig etwas anhaben. Der lange zierlich Schwanz der Figur dagegen ist sehr empfindlich. Wenn er beschädigt wird, zerspringt der Tropfen rasend schnell. Schneller als Schwarzpuler detoniert. Sie werden hergestellt, indem heißes, flüssiges Glas in einen Behälter mit Wasser oder Öl getropft wird, dort abkühlt und erstarrt. Diese Glasfiguren heißen Bologneser Tränen und geben der Wissenschaft, bereits seit 400 Jahren Rätsel auf: Warum ist der eine Teil dermaßen stabil, während die Figur explodiert, sobald der andere nur einen Kratzer hat?

Im Mittelalter gaben Ärzte und Apotheker den Glasstaub ihren Patienten vermengt mit Wasser. Das Glaswasser galt als Medizin. Es hatte jedoch keinerlei medizinische Wirkung.

Forscher um Hillar Aben von der Tallinn University of Technology in Estland fanden jetzt heraus, dass dieses Phänomen durch die enorme Oberflächenspannung bedingt ist, die in den Tränen herrscht. Sie legten die Bologneser Tränen dafür unter ein Polarisationsmessgerät, berichten sie im Fachmagazin „Applied Physics Letters“. Mit dem Gerät lässt sich der Winkel erkennen, in dem Licht durch Glas läuft. In den Tropfen wird es stark gebrochen.

Daraus konnte die Forscher ableiten, dass die Glasfigur unter starker Spannung steht. Die Studie zeigt, dass der Druck in dem runden, kugelförmigen Teil der Tränen 7000-mal stärker ist als der normale Luftdruck.  Dadurch ist der Tränenkopf extrem stabil. Der Schlag mit einem Hammer führt zwar dazu, dass ein Riss entsteht, aber durch die Spannung hat er keine Chance sich im inneren der Glasfigur auszubreiten.

Der Schwanz der Träne geht dagegen sehr schnell kaputt, weil er dünn wie ein Faden ist. Seine Strukturen reichen ins Innere des Tränenkopfes. Wenn er zerstört wird, gerät die Spannung im Inneren quasi aus dem Gleichgewicht und das Glas zerspringt.

Die dichten Strukturen der Bologneser Träne entstehen beim aushärten im Wasser, während sie hergestellt werden. Dabei härtet das Glas von außen nach innen und zieht sich zusammen: Druck und Spannung bauen sich auf.

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