In beeld: het geheim van de maÏzenapap

Neem een kopje maïzena en meng dat, voorzichtig roerend, met een half kopje water. Scheutje blauwe kleurstof voor het effect en klaar is de zogeheten niet-newtoniaanse vloeistof. Deze week staat een baanbrekende paper erover in Nature. 'Achteraf is het haast onbegrijpelijk dat mensen er zo lang niets van hebben begrepen', zegt de Leidse hoogleraar natuurkunde Martin van Hecke enthousiast.


De paper legt als eerste uit hoe je bijvoorbeeld kunt lopen over een zwembad vol maïzenapap, terwijl je er stilstaand in wegzakt. Van Hecke schreef een lovend commentaar bij de studie, iets eerder in hetzelfde toptijdschrift.


Op YouTube barst het van de jolige internetfilmpjes over paprennen. De MythBusters verklaarden de mythe gegrond: het kan echt, lopen over maïzenapap.


Maar hoe? In Nature (12 juli) leggen Heinrich Jaeger en zijn student Scott Waitukaitis van de universiteit van Chicago dat nu eindelijk uit. Niet met pen en potlood, maar door te meten.


Met röntgencamera's en krachtmeters keken ze naar een staaf die op het oppervlak van een bak maïzenapap stampt. Die stuit terug van het oppervlak, zoals de voet van renners in een papbad. In de röntgenopnamen blijkt waarom: onder de inslag vormt zich razendsnel een gebied waarin de pap hard wordt. Het gebied is ongeveer tienmaal zo diep als de deuk in het oppervlak.


Normale vloeistoffen worden niet hard als erop geslagen wordt, omdat ze niet samendrukbaar zijn. Samendrukbaarheid is het geheim van maïzenapap, zegt Van Hecke. 'De deeltjes hoeven maar een heel klein beetje dichter bij elkaar te worden gebracht om een uitgebreide vaste structuur onder het raakpunt te geven.' Op de röntgenbeelden lijkt de vloeistof onder de klap plaatselijk te bevriezen, alsof de deeltjes daar op elkaar worden gestapeld. Jamming, noemen de auteurs dat.


Ligt dat eigenlijk ook niet behoorlijk voor de hand? Niet voor de vloeistofwetenschappers die zich tot nog toe het hoofd braken over paprenners, zegt Van Hecke. Hij is expert in granulaire media, korrelige materialen als zand en zout. Wellicht, zegt hij, is het vooral een perspectiefkwestie dat maïzena-achtige vloeistoffen tot nog toe zo lastig lagen in de vloeistofwetenschappen. 'Als je denkt vanuit vloeistof is betrekkelijk onbegrijpelijk wat er gebeurt. Dan lijkt compressie geen rol te kunnen spelen. Denk je vanuit korrelige media, dan valt het opeens op zijn plek. Daar is jamming heel normaal.'


Wie op YouTube genoeg jongeren over papzwembaden heeft zien rennen, is klaar voor spannender experimenten met de malle pap. Bijvoorbeeld die waarbij een plasje op een luidspreker wordt gelegd die met een toongenerator in trilling wordt gebracht. In de vloeistof lijken zich bij helicopterfrequenties spontaan kleine spookjes op te richten, die even ronddansen en dan weer opgaan in de ondergrond. Soms springt er spontaan een weg uit het geheel. Doe het in een bekerglas met een paar fietskogeltjes en er ontstaan woeste spookchoreografieën. Ook daar staat YouTube vol mee. Allemaal te danken aan de tijdelijke verstijvingen van maïzenapap die eventjes inwendig verstopt raakt.


Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden