Warum ist Ketchup eine nicht newtonsche Flüssigkeit?

Ketchup: Ein Tanz zwischen dick und dünn – Die Physik hinter dem nicht-newtonschen Verhalten

Ketchup ist mehr als nur ein beliebtes Würzmittel – er ist ein kleines Physik-Wunder auf unseren Tellern. Denn hinter seiner scheinbar simplen Konsistenz verbirgt sich ein komplexes Fließverhalten, das ihn von „normalen“ Flüssigkeiten wie Wasser unterscheidet. Ketchup gehört zur faszinierenden Gruppe der nicht-newtonschen Flüssigkeiten und tanzt sprichwörtlich aus der Reihe, wenn es um das Verhältnis von Kraft und Viskosität geht.

Isaac Newton beschrieb die Viskosität – also die Zähflüssigkeit – einer Flüssigkeit als konstant bei gleichbleibender Temperatur. Wasser beispielsweise behält seine Zähflüssigkeit, egal ob man es langsam ausgießt oder kräftig schüttelt. Ketchup hingegen widersetzt sich dieser Regel. Seine Viskosität ist nicht konstant, sondern abhängig von der einwirkenden Scherkraft. Je stärker die Krafteinwirkung, desto flüssiger wird er.

Dieses paradoxe Verhalten lässt sich durch die Zusammensetzung des Ketchups erklären. Er besteht aus einer Suspension mikroskopisch kleiner Tomatenpartikel in einer wässrigen Flüssigkeit. Diese Partikel sind von Natur aus dazu geneigt, sich zu verketten und ein dreidimensionales Netzwerk zu bilden. Dieses Netzwerk verleiht dem Ketchup in Ruhe seine typische dickflüssige Konsistenz.

Wird nun Kraft auf den Ketchup ausgeübt, beispielsweise durch Schütteln oder Klopfen auf die Flasche, werden diese Verkettungen aufgebrochen. Die Tomatenpartikel können aneinander vorbeigleiten und der Ketchup wird dünnflüssiger und fließt leichter. Sobald die Krafteinwirkung nachlässt, bilden sich die Verkettungen langsam wieder und der Ketchup gewinnt seine ursprüngliche Viskosität zurück. Dieses Phänomen wird als Scherverdünnung oder Thixotropie bezeichnet.

Die nicht-newtonschen Eigenschaften des Ketchups sind nicht nur eine physikalische Kuriosität, sondern haben auch praktische Auswirkungen. Sie erklären, warum man Ketchup oft schütteln oder klopfen muss, um ihn aus der Flasche zu bekommen. Das kräftige Schütteln zerstört die Partikelverknüpfungen und verwandelt den zähen Ketchup in eine fließfähige Masse.

Das Verständnis des nicht-newtonschen Verhaltens von Ketchup ermöglicht es uns, seinen Fluss zu kontrollieren und zu optimieren – sei es beim Ausgießen aus der Flasche oder beim Verteilen auf dem Teller. So enthüllt die alltägliche Würzsauce ein faszinierendes Stück Physik und beweist, dass selbst im Ketchup mehr steckt, als man auf den ersten Blick vermuten würde.