Helsinki (F) – Door te luisteren naar het geluid dat scheurend papier maakt, onderzoeken natuurkundigen van de Helsinki University of Technology hoe scheuren in vezels ontstaan.


Urenlang scheurden Finse natuurkundigen onder leiding van Lauri Salminen kranten en vingen het geluid op dat tijdens het scheuren ontstond. “Scheurende kranten klinken heel anders dan brekend glas” is hun voor de hand liggende conclusie. Waarom dat zo is, is echter een stuk minder simpel te begrijpen.

Papier bestaat uit houtvezels

Het geluid dat scheurend papier maakt, bestaat uit een hele verzameling korte geluidjes die ieder op zich te kort zijn om waar te kunnen nemen. Elk geluidje ontstaat wanneer een klein gedeelte van het uitgerekte materiaal breekt. De energie die in het materiaal was opgeslagen, komt vrij in de vorm van geluidsgolven. Deze geluidsgolven lijken in eerste instantie willekeurig in sterkte, lengte en tijd. Als je ze echter goed bestudeert, blijken ze te voldoen aan wiskundige waarschijnlijkheidswetten. Zo komen harde geluiden minder vaak voor dan zachte en is de tijd tussen verschillende geluidsgolven vaker kort dan lang.
Theoretische modellen van breuken in glas voorspellen eenzelfde soort wiskundige wetten. De observaties van scheurend papier voldoen echter niet aan de glasvariant van deze wetten. De oorzaak hiervoor is dat een scheur in papier – dat van houtvezels gemaakt is – door uitrekking, breking en soms verplaatsing van hele vezels tegelijk veel minder snel verloopt dan een breuk in glas.
Met hun onderzoek hopen de Finnen bij te dragen aan een beter begrip van breuken en scheuren in verschillende materialen en daarmee aan een steviger ontwerp voor nieuwe materialen.

Sonja Jacobs