Peber på flugt

Dagens tryllekunst i vores tema om videnskabelige bar-tricks henvender sig muligvis mere til børn end bodega-stamgæster, men ikke desto mindre findes alt, du skal bruge, på de fleste beværtninger:

• En tallerken med vand i
• Stødt peber
• Sukker
• Opvaskemiddel

Se foroven i videoen, hvordan du udfører tryllekunsten.

Eventyr med sukkersød slutning

Når du laver tricket, er det vigtigt ikke at vise andre, at du har puttet opvaskemiddel på fingeren. For først skal tilskuerne lige have lov til at dyppe deres finger i tallerkenen med vand og peber og opleve, at deres tilstedeværelse ikke har den fjerneste effekt på peberet.

Dermed bliver overraskelsen desto meget større, når din fingerspids rører overfladen, og peberet straks flygter væk fra din 'magiske' finger. Og mens man viser tricket, kan man fint servere det sammen med en lille anekdote.

For hvis man forestiller sig, at tallerkenen med vand er et roligt hav, skal der ikke meget fantasi til at se, at det stødte peber er en stor fiskestime, der ligger og svømmer rundt i vandoverfladen.

Men pludselig kommer en uindbudt gæst på besøg midt i havet: Din sulfobefængte finger alias dødens gab. Som en kæmpe haj skræmmer fingeren fiskene fra sans og samling, og de små sorte fisk svømmer alt, hvad de kan, væk fra hajen og ud til vandkanten, hvor vandet er knap så dybt.

Efter lidt tid er faren drevet over, og fiskene lokkes tilbage ud på havet med lidt til den søde tand.

Fysiker leverer forklaringen

Men det er nok de færreste tilskuere, der bekymrer sig om, hvorvidt fiskene lever lykkeligt til deres dages ende eller ej.

De vil høre, hvorfor pokker peberet skyr bort fra opvaskemidlet så hurtigt, og for at give en grundig videnskabelig forklaring har vi allieret os med lektor Adam Cohen Simonsen fra Institut for Kemi og Fysik ved Syddansk Universitet.

Ved Center for Biomembrane Physics (MEMPHYS) forsker han i de hinder, der omkranser celler i kroppen, og han har derfor udført talrige eksperimenter, hvor han har undersøgt fysikken i forskellige overflader.

»Vand har jo en overfladespænding, og det har alle væsker og faste stoffer faktisk. På overfladen af vandet sidder nærmest en hinde, der prøver at trække overfladen sammen. Det er ligesom på en ballon, hvor der er en synlig gummiskal, som trækker over det hele og prøver at gøre volumen mindst mulig,« forklarer Adam Cohen Simonsen.

Af samme årsag er en vandråbe kugleformet. Overfladespændingen gør nemlig, at dråben forsøger at minimere overfladearealet, som netop er mindst i den runde form, siger lektoren og begynder at forklare, hvad der sker, når opvaskemidlet kommer i kontakt med vandet.

Sæben virker som en nål på en ballon

»Sæbe er sådan nogle molekyler, der godt kan lide at være i vandoverfladen. Det består af to dele – en del, der godt kan lide at være i luften, og en del, der godt kan lide at være i vandet. Når man så hælder en lille smule ned i vandet, vil det lynhurtigt fordele sig i et enkelt lag på overfladen. Og der hvor sæben lægger sig, nedsættes overfladespændingen,« siger Adam Cohen Simonsen.

Sæben går simpelthen ind og nedsætter den kraft, som forsøger at trække overfladen sammen.

Det starter i midten af vandet, hvor fingeren dyppes, og lynhurtigt bredes det tynde lag sulfo ud i en ring oven på vandet, og det er det, som gør, at peberet i vandoverfladen bliver trukket væk fra den sæbebelagte midte og ud mod kanten, hvor overfladespændingen er større.

»Det er nogle forholdsvis store kræfter, der er på spil. Det svarer meget godt til at prikke i en ballon med en nål, så der lynhurtigt kommer et hul, der udvider sig,« siger fysikeren.

Princippet illustreres tydeligere i det andet trick, hvor båden hurtigt skyder frem, da der bliver dyppet lidt sæbe ned bag ved den.

»Det er jo faktisk det samme, der sker. Man dypper en tændstik med sæbe på i det her lille indhak bag i båden, og derved ændrer man overfladespændingen på bagsiden af båden og ikke på forsiden,« siger Adam Cohen Simonsen.

»Båden bliver båden så trukket fremad af den her forskel i overfladespænding. Du har en hinde foran, der hiver i båden med en større kraft end den hinde, som er bag på båden,« forklarer han med lethed.

Mystisk sukker fjerner sæben

Det er straks lidt mere mystisk, hvorfor sukkeret får peberet til at vende tilbage til midten af tallerkenen, mener lektoren.

»Jeg tror ikke, at det er et så pålideligt forsøg. Jeg vil tro, at sukkeret fanger mange af de her sæbemolekyler og dermed fjerner sæben fra overfladen, men hvis der var meget sæbe opløst i vandet, ville sukkeret ikke kunne fjerne det fra vandoverfladen,« lyder Adam Cohen Simonsens forsigtige bud.

»De her sæbemolekyler har så stor en fordel af at ligge på overfladen til luft, at der skal være en energimæssig gevinst, for at de sætter sig et andet sted end på vandoverfladen. Jeg vil egentlig tro, at hvis man havde nogle plastikkorn, som var tungere end vand, så ville de virke endnu bedre end sukker,« siger Adam Cohen Simonsen.

Sæbe-fysik kan udnyttes til kræftbehandling

Det er nogle af sæbens egenskaber, som gør sig gældende i tricket, der også gør sæbe til et effektivt og særdeles udbredt rengøringsmiddel.

»Hvis du har sæbe nede i vandet, kan det klumpe sammen, og de her klumper kan indkapsle fedt. Det er evnen til at fange fedt, der gør, at sæbe kan vaske tallerkener rene,« forklarer fysikeren, der på universitetsgangene kalder sådan en kugleformet klump for en micelle.

»Molekylerne i micellen har en del, der kan lide vand, og en del, der ikke kan lide vand. Alle de dele, der ikke kan lide vand, peger indad, og alle, der elsker vand, er på overfladen af den her micelle,« siger Adam Cohen Simonsen.

Sæbelignende molekyler kaldes også for amfifile stoffer, fordi de både kan lide fedt og vand. De udnyttes i fødevareindustrien til at stabilisere fedtdråber i vand, og princippet bruges også i cremer, maling og sågar lægemidler. Sådan en opløsning med stabiliserede fedtdråber kaldes også for en emulsion, forklarer lektoren.

Netop indkapsling af lægemidler er et emne som forskerne på MEMPHYS ved Syddansk Universitet interesserer sig for. De arbejder med at forstå, hvordan amfifile stoffer opfører sig. Nogle af deres resultater kan bruges til at konstruere mikroskopiske beholdere, som kan bruges til at transportere kræftmedicin rundt i kroppen.

Beholderen er i det tilfælde lavet af en kugleformet membran bestående af et dobbeltlag af amfifile fedtstoffer, der lidt ligesom sæbe-micellen har en del, som afskyr vand, og en del, der godt kan lide vand. Sådan en kugle kaldes et liposom.

Forskerne har vist, at man kan lagre eksempelvis kræftmedicin inde i liposomer, som kan beskytte lægemidlet, indtil det når frem til det område i kroppen, hvor det skal afgive sin effekt.

Det kan bane vejen for langt mere effektiv behandling af sygdomme som eksempelvis kræft i fremtiden.