Slurpen in rietje komt door het breken van colapropjes

In een beetje fastfoodrestaurant is het dagelijks te horen: het harde geslurp van een rietje in een frisdrankbeker. Dit hydrodynamische proces is nu tot in de puntjes verklaard door onderzoekers van onder andere de École Polytechnique van het CNRS in Parijs. In het wetenschappelijke vakblad PNAS verklaren ze deze week ook waarom het zo lastig is om het plotselinge geslurp te vermijden als je bezig bent een colabeker netjes leeg te zuigen.

Want als het vloeistofpeil tot de bodem daalt, glippen er luchtbellen het rietje in, afgewisseld met eindjes vloeistof. Op zich is dat geen probleem, de afwisseling lucht-vloeistof-lucht laat zich net zo goed omhoog zuigen als pure cola.

Maar terwijl de losse eindjes vloeistof omhooggezogen worden, wordt de vloeistof uitgesmeerd over de randen van het rietje, waardoor de vloeistof-propjes (of -plugjes) steeds korter worden. Vroeg of laat breekt een van de eindjes door. De andere vloeistof-plugjes volgen dan razendsnel, en het geslorp begint.

En hoe komt het dan dat de doorbraken elkaar snel opvolgen? Met filmopnamen lieten de onderzoekers zien hoe de ene doorbraak de volgende in de hand werkt. Als één vloeistof-plugje doorbreekt, wordt de aanzuigdruk over de overblijvende plugjes verdeeld – en is die dus hoger. Daardoor versnellen de plugjes en breken ze ook weer sneller door. Zo vormen de losse doorbraakjes een zichzelf versterkend effect, vergelijkbaar met een lawine: ook onvoorspelbaar en plotseling.

De frisdrankbeker was overigens niet de eerste onderzoeksinteresse. Dunne kanalen gevuld met afwisselend vloeistof en gas komen ook voor in de oliewinning, in miniatuurlaboratoria, en in zieke menselijke longen met vocht erin. Van dit laatste stelsel van vertakkende kanalen onderzochten de Fransen dan ook een model.