Studentenfutter auf weißem Hintergrund auf einer Schieferplatte
zeralein – stock.adobe.com
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Müsli-Effekt

Video: Warum die große Nuss immer oben landet

In einer Müslipackung liegen meistens die großen Nüsse obenauf. Die physikalischen Ursachen für den „Müsli-Effekt“ haben britische Materialwissenschaftler nun geklärt – sie legten dafür eine Packung in den CT-Scanner und nahmen ein Video auf.

„Damit konnten wir zum ersten Mal den Prozess beobachten, durch den sich die großen Nüsse ihren Weg ganz nach oben bahnen“, sagt Philip Withers von der Universität in Manchester. Mit Kollegen und Kolleginnen beschrieb er die Ergebnisse in einer Studie, die soeben in der Fachzeitschrift „Scientific Reports“ erschienen ist.

Feste Teilchen, die sich wie flüssige verhalten

Das Phänomen ist aus dem Alltag bekannt: Greift man in eine Müslipackung oder eine Packung mit verschieden großen Nüssen, erwischt man als erstes zumeist die größten. Da das in den USA meist Paranüsse sind, nennt sich der Müsli-Effekt auch Paranuss-Effekt. Er spielt nicht nur in diesen Alltagsbeispielen eine Rolle, sondern bei jedem Gemisch körniger Teilchen.

Der Effekt ist auch in der Wissenschaft lange bekannt, und zwar dort, wo sie sich mit „granularer Materie“ beschäftigt. Diese besteht zwar aus festen Bestandteilen, hat aber Eigenschaften, die man normalerweise nur von Flüssigkeiten kennt. Dass sich etwa Sand und Schotter an die Form eines Gefäßes anpassen und unter bestimmten Bedingungen sogar fließen können, liegt an ihrem körnigen Aufbau. Ebenso die Aufwärtswanderung der Nuss im Müsli.

Die britischen Forscher haben diese Wanderung nun erstmals mit 3-D-Bildern aus dem Inneren einer Packung dargestellt. Videos von außen gab es schon vorher zuhauf, Withers und sein Team haben eine Packung mit verschieden großen Nüssen nun aber in einen Computertomographen gelegt und damit die versteckten Vorgänge im Inneren dokumentiert.

Die Packung wurde mehrfach geschüttelt, und wie die Bilder zeigen, spielt für die Aufwärtsbewegung nicht nur die Größe der Nüsse eine wichtige Rolle, sondern auch ihre Lage. „Wir haben herausgefunden, dass die Paranüsse zu Beginn horizontal liegen. Sie beginnen erst dann nach oben zu wandern, wenn sie sich in ihre vertikale Achse drehen“, sagt Parmesh Gajjar, der Erstautor der Studie. „Wenn sie ganz oben angelangt sind, drehen sie sich wieder horizontal.“

Die erste Paranuss war laut Forschern nach 70 Schüttelbewegungen nach oben gewandert, zwei weitere brauchten ungefähr doppelt so lange. Weitere Paranüsse blieben hingegen ganz unten eingezwickt, bei ihnen ist die für den Aufstieg nötige Achsenrotation wohl ausgeblieben.

Anwendung etwa in der Medizin

Bei ihrer Studie handle es sich nicht um l’art pour l’art, sie habe konkrete Anwendungsmöglichkeiten, betonen die Forscher. „Die Bewegungen in 3-D verfolgen zu können, wird neue Wege für experimentelle Studien zum Trennen von Gemischen und realistischere Simulationen als bisher ermöglichen“, sagt Gajjar. Wenn man besser weiß, wie sie sich trennen, könne man Gemische auch homogener gestalten. Und das sei in vielen Bereichen wichtig, etwa bei Arzneimitteln, in denen Inhaltsstoffe gleichförmig verteilt werden sollen, aber auch in der Ernährung und im Bauwesen.