Whiskyvlekken als toverwebben

Vloeistof Verschillende types whisky zijn te onderscheiden door naar het verdampingspatroon van de druppels te kijken.

Drie druppels uit het onderzoek. V.l.n.r. Maker’s Mark Cask Strength, 1792 SmallBatch en Pappy Van Winkle 23 Year. De druppels zijn ongeveer 2 mm in doorsnee.
Drie druppels uit het onderzoek. V.l.n.r. Maker’s Mark Cask Strength, 1792 SmallBatch en Pappy Van Winkle 23 Year. De druppels zijn ongeveer 2 mm in doorsnee. Foto Stuart J. Williams

Als druppels verdunde Amerikaanse whisky opdrogen, laten ze toverachtige webpatronen achter. Een groep Amerikaanse onderzoekers bracht deze webachtige structuren in beeld en onderzocht hoe ze ontstaan. „We startten met de vraag: kunnen we verschillende whiskytypes onderscheiden door te kijken naar het patroon van verdampte druppels?”, vertelt Stuart Williams van de University of Louisville. Dat lijkt bij Amerikaanse whisky’s mogelijk, blijkt uit de publicatie die woensdag 25 maart in ACS Nano verscheen.

Opgedroogde vloeistoffen kunnen verrassende patronen achterlaten. Zo hebben opgedroogde vlekken gemorste koffie een donker randje. En bloeddruppels vormen een breuklijnenpatroon, als afbladderende verf. Wat voor patroon er ontstaat hangt af van de eigenschappen van de vloeistof en de deeltjes die erin opgelost zijn, stromingen in de druppel en omgevingsfactoren zoals temperatuur en luchtvochtigheid. Omgekeerd kun je uit het patroon informatie over de samenstelling van de vloeistof afleiden.

Lees over koffiedruppels: De verfijnde fysica van koffievlekken

De mooie webstructuren ontstaan vooral bij Amerikaanse whisky’s die verdund zijn van 40-65 procent alcohol tot 20-25 procent. In whisky zitten bestanddelen, zoals geur- en smaakstoffen, die niet goed oplossen in water, maar wel in alcohol. Als je water toevoegt, klonteren die bestanddelen samen waardoor de drank troebel wordt.

De onderzoekers brachten verdunde whiskydruppels van een duizendste van een milliliter aan op een glazen plaatje om te onderzoeken wat er tijdens het drogen gebeurt. De alcohol verdampt sneller dan het water waardoor er wervelingen ontstaan in de druppel en de in alcohol oplosbare stoffen naar het oppervlak bewegen. Daar vormen ze een schilletje. Als de druppel verdampt, wordt het oppervlak kleiner waardoor het schilletje in elkaar kreukelt, zoals je huid rimpelt als je die samenduwt. Als al het vocht verdampt is, vormen de kreukels de webstructuur. De precieze samenstelling van stoffen zorgt voor verschillende rimpel- en webpatronen.

Eikenhouten vaten

Dat deze patronen niet ontstaan bij niet-Amerikaanse whisky, zoals scotch, komt volgens de onderzoekers door het rijpingsproces. Amerikaanse whisky rijpt in nieuwe, van binnen verbrande, eikenhouten vaten. Daardoor komen er meer stoffen uit het hout in de drank terecht dan bij whisky’s die rijpen in hergebruikte vaten. Amerikaanse whisky’s hebben daarom relatief hoge concentraties deeltjes die slecht in water oplossen.

De webstructuren zijn niet alleen mooi. De onderzoekers toonden aan dat ze whisky’s in 90 procent van de gevallen juist konden identificeren aan de hand van de patronen, mits de testomstandigheden hetzelfde waren. Het viel ook op dat oudere whisky’s, in tegenstelling tot mensen, minder rimpels vertonen aan de rand dan whisky’s van minder dan 20 jaar oud. „Meer onderzoek is nodig voor een gedegen testtechniek, maar we hebben aangetoond dat de webstructuur de samenstelling van de druppel weerspiegelt”, zegt Williams.

Toch liever bier

„Deze webpatronen had ik niet eerder gezien. Het is heel mooi werk dat de onderzoekers een verscheidenheid aan structuren hebben gevonden en daar een herkenningssysteem voor hebben gemaakt”, zegt Jacco Snoeijer, hoogleraar aan de University of Twente. „Maar ik denk dat het nog wel even duurt voordat we zover zijn dat we aan een willekeurige vlek precies kunnen zien wat er in een vloeistof zat.”

De monsters van de ruim tachtig whisky’s die de onderzoekers testten kregen ze vooral van buren, vrienden en collega’s. „Maar mijn lab ziet er niet uit als een whiskybar! We kregen nooit meer dan een shot of een fractie daarvan”, mailt Williams. „De monsters zijn allemaal opgeslagen in reageerbuizen. En zelf drink ik liever craft beer.”