Derfor har kaffepletter en tydelig kant

Løft din kaffekop og kast et blik på kaffepletterne på papiret eller bordet nedenunder. Læg mærke til, at den indtørrede kaffe ikke laver brune, uigennemsigtige klatter, som man umiddelbart skulle tro, men i stedet danner klare, ensartede pletter med en fin optrukket mørkebrun kant rundt om.

Mysteriet om kafferingene har plaget mangen en fysiker gennem det seneste årti.

Et hold amerikanske forskere har fundet løsningen under en serie eksperimenter, der skulle undersøge, hvordan kuglerunde, æggeformede og aflange partikler opfører sig, når de opholder sig i en dråbe væske, der fordamper.

Lignede kaffepletter til forveksling

Først kiggede forskerne på, hvad der sker, når partiklerne i en dråbe er kuglerunde. Det viste sig, at dråben dannede ringe, der minder meget om, man finder i kaffepletterne.

»Da vi fordampede en dråbe bestående af aflange partikler, opdagede vi til gengæld, at dråben ikke efterlod sig en ring, men en udfyldt plet på størrelse med den oprindelige dråbe,« siger professor i fysik Peter Yunker og hans kolleger fra Pennsylvania Universitet i USA til det amerikanske medie NPR.

Pletternes form fik forskerne til at tænke på indtørret kaffe, og fra at være et uhyre abstrakt eksperiment, blev det pludselig meget håndgribeligt.

Pletterne gav forskerne en aha-oplevelse: Det kunne meget vel være partiklernes form, der var årsagen til, at kaffepletterne blev ringformet.

Forskerne gik en tur til kaffeautomaten

Forskerne gav sig til at undersøge, om kaffen indeholder kugleformede partikler eller ej.

»Vi gjorde det, som en god fysiker gør. Vi gik ned til bygningens kaffemaskine, puttede en tokrone i den, købte en kop kaffe og gik tilbage til laboratoriet, hvor vi lagde en dråbe kaffe ind på en lille glasplade, hvorefter vi studerede det under mikroskopet. Og her fik vi åbenbaringen: Alle de kaffepartikler, vi kunne få øje på, var kuglerunde,« fortæller han.

Dette ville formentlig være tilstrækkeligt bevis for de fleste, men Yunker var ikke tilfreds. Han ville gerne forstå, hvorfor partiklernes form havde så stor en betydning, så han kastede sig hovedkulds ud i det næste eksperiment, hvor han ville studere effekten mere indgående under kontrollerede forhold.

Aflange partikler manipulerer kaffedråbens overflade

For at have fuldstændigt styr på, hvad der hændte, fremstillede han en masse små plastikpartikler af bestemte størrelser og forme, hvoraf den ene halvdel var aflange, mens den anden halvdel var cirkelrunde.

Da han fordampede en dråbe væske med runde plastikpartikler, opstod der en ring. Da han gentog forsøget med aflange partikler, var der ingen ring, og det bragte ham på sporet af årsagen.

»Når en aflang partikel når op til dråbens overflade, deformerer den overfladen. Når kuglerunde partikler når op til overfladen, ser man ikke samme deformation,« siger Yunker.

Kaffepletter giver banebrydende ny viden om overflader

Måske synes du studiet virker latterligt, men faktisk er hverdagsfænomener ofte de mysterier, der er sværest for forskerne at knække. Derfor er det måske heller ikke så underligt, at forskerne fik deres resultater publiceret i det højtprofilerede videnskabelige tidsskrift Nature.

Det pointerer den danske fysiker Niels Madsen, der er uddannet fra Aarhus Universitet, og som nu er ansat på Swansea University i Wales.

»Kafferingsforskningen, som netop er kommet ud, får mig straks til at tænke på et andet vistnok australsk hold forskere, der studerede bobler i øl. De to projekter har det til fælles, at de ved første øjekast måske lyder lidt langt ude, men når man så kigger dem efter i sømmene, er der faktisk en mening med galskaben,« siger han.

Han påpeger, at vekselvirkningen mellem forskellige materialer og specielt mellem overflader og deres omgivelser er et kæmpe forskningsfelt.

»Det har f.eks. givet os vandfrie urinaler og vil inden for få år formodentligt giver os tøj, der ikke binder snavs og bakterier - så det er jo fantastisk i tråd med regeringens fokus på at mindske afstanden fra forskning til faktura. Jeg venter dog personligt stadig på en rødvin, der ikke pletter... « slutter han.