Wenn Stein vor Spannung knistert

Beton, Stein, Glas und Keramik sind sich in einer Hinsicht ähnlich: Sie bestehen aus zahllosen Körnchen. Solche so genannten granularen Materialien senden elektrische Signale, bevor sie sich verformen. Dies stellten Forscher von der Universität von New Jersey fest. Ihre Erkenntnis könnte unter anderem für den Betonbau nützlich sein.

Quelle: Haubi / wkimedia.org

Wenn Steine brechen, senden können sich vorher eletkrische Spannungen bilden.

Das Forscherteam um Troy Shinbrot experimentierte mit einer Mischung aus Mehl, Acetominophen sowie kleinsten Cellulosekristallen: Sie befüllten mit diesem Pulver eine Trommel, die sich dauernd dreht. Dabei rutschte das Material im Behälter nicht gleichmässig nach unten, sondern bildete immer wieder Lawinen. Während solcher Versuche registrierten die Wissenschaftler in der Trommel an verschiedenen Stellen die elektrische Spannung. Sie stellten fest, dass sie regelmässig massiv ansteigt, wenn eine Lawine losbricht. In manchen Fällen stieg sie gar wenige Sekunden bevor sich die Lawine löste.

Laut den Forschern produzieren auch granulare Materialien elektrische Spannungen wenn sie brechen. Dass diese nun offenbar auch vorzeitig auftreten können, erklären sie damit, dass sich Stoffe wie Granit, Beton und Co. bereits dehnen bevor sie bersten. Elektrostatitische Effekte schliessen sie aus, Zufälle ebenfalls. Letzteres zeigen statistische Auswertungen. Eine phsysikalische Erklärung für dieses Phänomen haben sie allerdings noch nicht gefunden.

Diese Erkenntnisse könnten für die Erdbebenforschung nützlich sein. Aber nicht nur dort. Das Team um Shinbrot nimmt an, dass sich auch Risse in Betonbauten durch elektrische Signale bemerkbar machen. (mai)