Warum klebt die Sahne beim Abtrennen eines Oreo-Kekses nur an einer Seite?

Das "Zeug" klebt besser an sich selbst als am Keks. Wenn Sie nun die Kekse auseinanderziehen, erzeugen Sie eine Region mit lokaler Spannung, und eine der beiden Schnittstellen beginnt sich zu lösen. An diesem Punkt erhalten Sie an der Spitze des Risses (roter Pfeil) etwas, das als "Spannungskonzentration" bezeichnet wird - wo sich die Zugkraft konzentriert:

Damit sich das Zeug an einer anderen Stelle des Kekses löst, müssen Sie die Füllung zerreißen (die ziemlich gut an sich selbst haften bleibt) und an einer neuen Stelle (an der keine Spannungskonzentration besteht) eine Delaminierung einleiten.

Diese beiden Dinge zusammen erklären Ihre Beobachtung.

Cookie-Bildnachweis (auch Erklärung zum Herstellungsprozess, der eine Verzerrung einführt)

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Eine plausible Erklärung wurde in diesem Artikel gegeben , der die Arbeit von Cannarella et al. beschreibt:

Nabisco wird seine Oreo-Geheimnisse nicht preisgeben, aber 2010 ließ Newman's Own – das ein sehr ähnliches „Newman-O“ herstellt – den Discovery Channel in seine Fabrik, um zu sehen, wie ihre Version von Keksen hergestellt wird. Der Clou für Twist-Off-Zwecke: Eine Pumpe trägt die Creme auf eine Waffel auf, die dann durch die Linie geschickt wird, bis kurz darauf ein Roboterarm eine zweite Waffel auf die Creme legt. Auf einer dieser Waffeln haftet die Creme immer besser – und alle Kekse in einer einzigen Schachtel richten sich am Ende in die gleiche Richtung aus. Welche Seite ist die stärkere Schnittstelle zwischen Waffel und Creme? „Wir denken, wir wissen es“, sagt Spehler. Der Schlüssel ist, dass Flüssigkeiten bei hohen Temperaturen besser fließen. So fließt die heiße Sahne leicht über die erste Waffel, füllt die winzigen Ritzen des Kekses aus und klebt daran wie Heißkleber,

Einer der ersten Orte, an denen Sie Tensoren begegnen könnten , zumindest eine ihrer klassischeren Anwendungen, ist die mathematische Theorie der Rheologie . Das ist ein Hinweis darauf, dass die Prozesse der Stressübertragung nicht generell durch einen vektoriellen Ansatz durchgeführt werden können. Mit anderen Worten, es ist wirklich kompliziert.

Die Antwort, wie bereits gegeben, ist richtig (soweit es geht).

Wenn wir davon ausgehen, dass es 3 Massenobjekte gibt (die zwei Kekswaffeln und die Pastete der Füllung), dann wird das schwächste in Bezug auf Zugspannung reißen, um diese Spannung abzubauen. Tatsächlich gehen wir normalerweise davon aus, dass jede Klebeverbindung (auf beiden Seiten des Pattys) aus den beiden Massenmaterialien und den beiden Oberflächen besteht. Wenn Sie ein Hochgeschwindigkeitsvideo des Vorgangs aufnehmen würden, könnten Sie wahrscheinlich sehen, dass sich beide Objekte unter Belastung verformen. Sie verformen sich nicht nur, sondern reagieren auf die Verformung durch Kompression und im Falle des Bratlings durch Fließen und Übertragen der Kräfte in stark nichtlinearer Weise.

Wenn die Adhäsion zwischen zwei Oberflächen schwächer ist als die Volumenkohäsionsfestigkeit von beiden, erwarten wir als Faustregel eher ein adhäsives Versagen als ein kohäsives (Massen-)Versagen. Leider ist diese "Weisheit" nur ungefähr. In den meisten Fällen stellen wir bei der eigentlichen Analyse der Oberflächen nach dem Versagen des Klebstoffs fest, dass sich einige Waferrückstände auf dem Patty und etwas Patty auf dem Wafer befinden. Das heißt, es ist normalerweise (nicht immer, aber normalerweise) in einer der Grenzflächenzonen (der Übergangszone zwischen den Masseneigenschaften und der tatsächlichen atomaren Oberfläche), wo der Fehler auftrat. Wenn die Haftkraft schwächer wäre, würden wir einen "sauberen Bruch" vorhersagen, und das bekommen wir selten (obwohl es oft sauber genug ist, um unsere Augen zu täuschen).

Ich habe mir gerade das Bild von einer der Antworten angesehen, man kann deutlich sehen, dass Waffelpulver immer noch in die weiße Zuckerpaste eingebettet ist. Ich bin mir ziemlich sicher, wenn Sie die Unterseite der Waffel untersuchen würden, würden Sie auch Zuckerpaste darauf sehen.

Der Grund für adhäsives Versagen (denken Sie daran, dass dies im Gegensatz zum kohäsiven Versagen steht. Das Zusammenkleben von zwei Balsaholzstreifen und das Auseinanderziehen führt wahrscheinlich zu einem kohäsiven Versagen des Holzes.) Der vereinfachte Grund dafür ist, dass in der Übergangszone das Material ist weder strukturiert wie die Masse auf der einen Seite, noch strukturiert wie die Masse auf der anderen Seite, und diese Unordnung bedeutet, dass die Kräfte in diesem Bereich noch schwächer sind als die beiden Massen, während die tatsächlichen Adhäsionskräfte dazu neigen, unmittelbar an den Oberflächen auf einer viel größer zu sein atomarer Maßstab.