Er is iets van een wapenwedloop gaande aan de koffietafel. Met stikstof doordrenkte koffie, koud brouwen, variaties op pour-over koffie en Starbucks '1, 7 miljoen permutaties van espresso en melk blijven bijna elk jaar hoger. Maar de nieuwste trend is gelaagde lattes, waarin de normaal uniforme chocoladekleurige drank wordt geserveerd, gescheiden in verschillende afzonderlijke en mooie tinten bruin.
Eentje maken is niet zo moeilijk. Maar uitzoeken waarom het lagen vormt, is iets uitdagender. Zoals Joanna Klein bij The New York Times meldt, hebben natuurkundigen de truc bedacht, en het antwoord kan helpen op andere gebieden zo divers als productie en oceanografie.
Zoals Klein meldt, is de juiste manier om een latte te maken, een shot espresso in het glas te dumpen voordat je gestoomde, hete melk in de koffie giet. Maar als je het andersom doet - de koffie langzaam in een glas gestoomde melk schenken - ontstaan er vaak lagen. Gepensioneerde ingenieur Bob Fankhauser maakte per ongeluk een latte achteruit in zijn huis Portland, Oregon, en was geïntrigeerd door de manier waarop lagen werden gevormd.
Hij stuurde een afbeelding van zijn gestreepte brouwsel naar Howard Stone, een onderzoek naar vloeistofdynamica in Princeton, voor een verklaring. Stone was ook onder de indruk van de truc en droeg zijn afgestudeerde student Nan Xue op met het onderzoeken van de fysica van de gelaagde latte. Ze gedetailleerd hun ontdekking in het tijdschrift Nature Communications . "Het is echt een intrigerend fenomeen, " vertelt Fankhauser tegen Klein. "Er is geen duidelijke reden dat de vloeistof zich in verschillende dichtheidslagen zou organiseren."
Volgens een persbericht begon Xue het fenomeen te bestuderen door feitelijk lattes te maken in zijn laboratorium. Analyse van temperaturen en gietsnelheden deed Xue geloven dat het mogelijk was om de fysica die in de drank plaatsvindt te beschrijven. Dus schakelde het team over op een minder smakelijke vervanger met behulp van verwarmd geverfd water bezaaid met tracerdeeltjes om de espresso na te bootsen en warm, relatief dicht, zout water voor de melk. Xue verlichtte vervolgens het model met LED's en sloeg deze opstelling met een laser en fotografeerde het proces van het mengen van het geverfde water met het zoute water.
Wat het team ontdekte, is een proces dat dubbel diffuse convectie wordt genoemd - het is hetzelfde fenomeen dat lagen in de oceaan maakt, meldt Klein. In dat proces, wanneer vloeistoffen met verschillende temperaturen en dichtheden, zoals hete espresso en warme melk, samen worden gegoten, wervelen ze niet volledig samen. In plaats daarvan mengen alleen de grenzen van deze lagen: de hetere vloeistof verwarmt een deel van de koelere, dichtere vloeistof (zoals melk) waardoor deze iets stijgt, en de koelere dichtere laag koelt een deel van de minder dichte laag (koffie) waardoor het enigszins zinkt. Dit proces creëert "convectiecellen" die horizontaal stromen, niet verticaal (wat de lagen zou vernietigen), wat resulteert in een reeks kleurbanden. Zoals Klein meldt, is het mengsel verrassend stabiel en kan het, althans in koffie, uren of zelfs dagen meegaan, zolang het mengsel warmer is dan de omringende lucht.
Maar het is niet alleen zo eenvoudig als het schenken van de koffie door de melk. Volgens het persbericht is ook de snelheid waarmee de koffie wordt geschonken van belang. Voeg het te langzaam toe en de koffie zal zich gelijkmatig mengen met de melk, waardoor de lagen zich niet kunnen vormen.
Hoewel het een behoorlijk cool wetenschappelijk experiment is voor verveelde barista's, kan het ook gevolgen hebben voor fabrikanten. Stone zegt in het persbericht dat het uitzoeken hoe lagen met een enkele gietbeurt kunnen worden gemaakt, kan helpen bij processen waarvoor momenteel een structuur laag voor laag moet worden gebouwd.
Detlef Lohse van de Universiteit Twente, niet betrokken bij het onderzoek, zegt ook dat het onderzoek onderzoekers kan helpen de natuurlijke wereld te begrijpen. "De meest geweldige bevinding kan zijn dat er een perfecte analogie is tussen de gelaagdheid in een café latte en de bekende en uiterst relevante gelaagdheid van water met verschillende temperaturen en zoutconcentraties in de oceaan", zegt hij in de release.
Dat doet me denken aan een andere mogelijke koffievariatie: het oceaanwater latte. Het moet beter zijn dan een suikerspin-frappuccino.
