{"id":14645,"date":"2017-09-21T09:59:04","date_gmt":"2017-09-21T07:59:04","guid":{"rendered":"http:\/\/innovationsgesellschaft.ch\/?p=14645\/"},"modified":"2017-09-21T09:59:11","modified_gmt":"2017-09-21T07:59:11","slug":"beer-ecstasizes-material-scientists","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/innovationsgesellschaft.ch\/en\/beer-ecstasizes-material-scientists\/","title":{"rendered":"Beer Ecstasizes Material Scientists"},"content":{"rendered":"

Zerfall des Schaums stoppen<\/strong><\/p>\n

Die Ostwald-Reifung ver\u00e4ndert die Textur von Bierschaum und anderen gesch\u00e4umten Lebensmitteln und Konsumartikeln auf unerw\u00fcnschte Weise, und sie schw\u00e4cht die Produktequalit\u00e4t. Sch\u00e4ume (und Emulsionen) zu stabilisieren, ist deshalb eine Herausforderung bei verschiedensten Anwendungen, von Pflegeprodukten bis hin zu modernen funktionalen Materialien.<\/p>\n

Oberfl\u00e4chenstabilisatoren wie bestimmte Proteine im Bier k\u00f6nnen die Reifung des Schaums aber verlangsamen, indem sie die Oberfl\u00e4chenspannung senken. Verhindern k\u00f6nnen Stabilisatoren die Ostwald-Reifung allerdings nicht. Hat diese eingesetzt, l\u00e4sst sie sich nicht mehr stoppen.<\/p>\n

Jan Vermant, Professor f\u00fcr weiche Materialien der ETH Z\u00fcrich, und seine Gruppe haben nun f\u00fcr dieses Schaumproblem eine neue wissenschaftliche Grundlage erarbeitet. Es ist den Wissenschaftlern zum ersten Mal gelungen, die Stabilisierung von Schaumbl\u00e4schen quantitativ zu erfassen und allgemeing\u00fcltige Prinzipien zu formulieren. \u00abDiese Prinzipien werden der Lebensmittel- und Materialindustrie helfen, gezielt Stabilisatoren zu entwickeln, welche der Ostwald-Reifung vorbeugen oder sie gar stoppen\u00bb, sagt Vermant.<\/p>\n

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Netz von Partikeln stabilisiert Blase<\/strong><\/p>\n

In ihrer Studie zeigen die ETH-Materialforscher auf, wie bestimmte Partikel als Schaumstabilisatoren wirken und kleine Bl\u00e4schen vor dem Schrumpfen sch\u00fctzen. Zu Testzwecken verwendeten die Wissenschaftler mikrometergrosse Polymerteilchen sowie Partikel von reiskornartiger Form. Die beiden unterschiedlichen Teilchen bilden eine unregelm\u00e4ssige Netzstruktur an der Bl\u00e4schenoberfl\u00e4che.<\/p>\n

In einer speziellen Mikrofluidik-Anordnung testeten die Forscher, ob dieses Netzwerk die Bl\u00e4schen gen\u00fcgend st\u00fctzt. Darin konnten sie einzelne Bl\u00e4schen gezielt mit einer kontrollierten Menge dieser Stabilisatoren beschichten und danach in einer Mini-Druckkammer stufenweise steigenden Druckverh\u00e4ltnissen aussetzten. Die Wissenschaftler simulierten damit Ostwald-Reifung.<\/p>\n

\u00abDadurch konnten wir genau festhalten, bei welchem Druck ein Bl\u00e4schen zu schrumpfen beginnt und schliesslich kollabiert\u00bb, sagt Peter Beltramo, Postdoktorand bei Vermant. Dank ihrer speziellen Versuchsanordnung konnten die Forschenden nicht nur Einzelbl\u00e4schen untersuchen. Sie konnten auch die Zahl der Partikel, die ein Bl\u00e4schen umgeben, variieren und dann die Anzahl der Partikel mit den mechanischen Eigenschaften des Bl\u00e4schens in Bezug setzen.<\/p>\n

Es zeigte sich, dass teilweise bedeckte Bl\u00e4schen genauso stabil sein k\u00f6nnen wie solche, die vollkommen mit Partikeln bedeckt sind. Damit l\u00e4sst sich die ben\u00f6tigte Menge eines Stabilisators genau vorhersagen. \u00abDank unseren Erkenntnissen lassen sich viel Material und damit Kosten einsparen\u00bb, betont Beltramo. Weiter stellten die Forscher fest, dass ein beschichtetes Bl\u00e4schen einem viel h\u00f6heren Druck standh\u00e4lt als ein unbeschichtetes.<\/p>\n

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Universell g\u00fcltig<\/strong><\/p>\n

Die gewonnenen Erkenntnisse seien \u00fcber Sch\u00e4ume hinaus universell g\u00fcltig f\u00fcr alle Materialien mit grossen Oberfl\u00e4chen oder Anwendungen, in denen Oberfl\u00e4chen eine wichtige Rolle spielten, sagt Vermant. Unter anderem gelte das Prinzip auch f\u00fcr die Lunge oder das Auge, das durch einen Tr\u00e4nenfilm gesch\u00fctzt sei. \u00abDiese d\u00fcnnen Filme sind sehr stabil \u2013 entwickelt von der Natur\u00bb, sagt Vermant.<\/p>\n

Die Erkenntnisse k\u00f6nnten auch f\u00fcr die Industrie n\u00fctzlich sein. Wissenschaftler k\u00f6nnten nun nach Stabilisatoren forschen, die schaumige Lebensmittel wie Eiscr\u00e8me, Brotteig oder auch Bierschaum haltbarer machten. \u00abWir geben der Lebensmittelindustrie Entwicklungsrichtlinien und Quantifizierungswerkzeuge in die Hand, die sie bei der Entwicklung neuer Produkte verwenden k\u00f6nnen\u00bb, erkl\u00e4rt der ETH-Professor. Und was f\u00fcr Bierschaum oder Eiscr\u00e8me recht ist, ist f\u00fcr Beton billig. Kleine stabile Bl\u00e4schen in Beton machen ihn widerstandsf\u00e4higer gegen\u00fcber Zyklen von Einfrieren und Auftauen. Zudem wird er dadurch leichter.<\/p>\n

Anlass zu dieser Forschungsarbeit gaben Nahrungsmittelsch\u00e4ume. Die Studie wurde mitfinanziert vom Glac\u00e9hersteller Nestl\u00e9. \u00ab\u00dcber Eiscr\u00e8me und stabilen Bierschaum nachzudenken kann also zu neuen besseren Materialien f\u00fchren \u2013 Prost!\u00bb, freut sich Vermant.<\/p>\n

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Source: Chemie.de<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Scientists from ETH Z\u00fcrich have investigated the secret of stable foams. Their findings could make beer foam and ice cream more long-lasting. And they could revolutionise concrete.
\n\u201cO\u2019zapft is!\u201d \u2013 just now the people from Munich have opened the Oktoberfest with those words and beer is flowing freely. The amber nectar doesn\u2019t just cause a collective delirium, but also enlightens material scientists because of its sumptuous foam.
\nGood beer foam is an indicator of the quality and freshness of a beer. A typical head is 1.5 cm thick and consists of 1.5 million bubbles. Ideally, it stays stable, but most of the time the bubbles merge or burst and the head collapses. This behaviour is typical of all types of foam, be it in food or modern industrial materials.
\nOne of the processes that make foam unstable is especially hard to stop. It is called Ostwald ripening, after the German chemist and Nobel Prize laureate from 1909, Wilhelm Ostwald, who already described this process 100 years ago. Hereby, bigger bubbles get bigger and bigger, whilst smaller ones shrink and disappear.<\/p>\n","protected":false},"author":22,"featured_media":14643,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[43],"tags":[],"class_list":["post-14645","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-nanotechnology"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/innovationsgesellschaft.ch\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/14645","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/innovationsgesellschaft.ch\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/innovationsgesellschaft.ch\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/innovationsgesellschaft.ch\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/22"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/innovationsgesellschaft.ch\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=14645"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/innovationsgesellschaft.ch\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/14645\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":14646,"href":"https:\/\/innovationsgesellschaft.ch\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/14645\/revisions\/14646"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/innovationsgesellschaft.ch\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/14643"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/innovationsgesellschaft.ch\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=14645"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/innovationsgesellschaft.ch\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=14645"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/innovationsgesellschaft.ch\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=14645"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}