Die einzigartigen Eigenschaften des berühmten „Zauberschlamms“ des Baseballs wurden noch nie wissenschaftlich quantifiziert – bis jetzt. In einem Artikel in Verfahren der Nationalen Akademie der WissenschaftenForscher der University of Pennsylvania School of Engineering and Applied Science (Penn Engineering) und der School of Arts & Sciences (SAS) enthüllen, was den Zauberschlamm so besonders macht.
„Es lässt sich wie eine Hautcreme verteilen und haftet wie Sandpapier“, sagt Shravan Pradeep, der Erstautor des Artikels und Postdoktorand in den Laboren von Douglas J. Jerolmack, Edmund J. und Louise W. Kahn, Stiftungsprofessor für Erd- und Umweltwissenschaften (EES) bei SAS und in Maschinenbau und angewandter Mechanik (MEAM) bei Penn Engineering sowie Paulo Arratia, Eduardo D. Glandt Distinguished Scholar und Professor in MEAM und in Chemie- und Biomolekulartechnik (CBE).
Im Jahr 2019 analysierte die Gruppe im Auftrag des Sportjournalisten Matthew Gutierrez die Zusammensetzung und das Fließverhalten des Schlamms Seit Generationen von der Familie Bintliff geerntet an einem geheimen Ort in South Jersey und wird vom Ausrüstungsmanager jedes Teams auf jeden Spielball in der Major League Baseball (MLB) aufgetragen, auch in den diesjährigen Playoffs.
„Wir haben eine schnelle Analyse geliefert“, sagt Jerolmack, „aber nichts, was das Niveau eines wissenschaftlichen Beweises erreicht hätte.“
Trotz zahlreicher Artikel und Fernsehbeiträge, in denen der Schlamm beschrieben wird und in denen jeder, vom MLB-Spieler bis zu den Bintliffs, über die Auswirkungen des Schlamms zitiert wird, konnten die Forscher keine wissenschaftlichen Beweise dafür finden, dass der Schlamm tatsächlich zu einer besseren Leistung der Bälle führt, wie die Spieler behaupten.
„Mich interessierte sehr, ob die Verwendung dieses Schlamms auf Aberglauben beruhte“, sagt Jerolmack.
Zwei Jahre später, als Pradeep in die Labore eintrat, übernahm er die Leitung bei der Entwicklung von drei Versuchsreihen, um festzustellen, ob der Schlamm tatsächlich funktioniert: eine zur Messung seiner Verteilbarkeit, eine zur Messung seiner Klebrigkeit und eine zur Messung seiner Auswirkung auf die Reibung von Baseballbällen die Fingerspitzen.
Die ersten beiden Qualitäten konnten mit vorhandener Ausrüstung gemessen werden – einem Rheometer bzw. einem Rasterkraftmikroskop –, aber um die Reibungseffekte des Schlamms zu messen, mussten die Forscher einen neuen Versuchsaufbau bauen, der die Eigenschaften menschlicher Finger nachahmte.
„Die Frage ist, wie quantifizieren Sie die Reibung zwischen dem Ball, Ihrem Finger und den kleinen Ölen zwischen diesen beiden?“ sagt Arratia.
Um das Problem zu lösen, schufen die Forscher ein gummiartiges Material mit der gleichen Elastizität wie die menschliche Haut, bedeckten es mit Öl, das dem von der menschlichen Haut abgesonderten Öl ähnelt, und rieben das geölte Material dann vorsichtig und systematisch an verschmutzten Baseballstreifen in der von MLB vorgegebenen Weise.
Xiangyu Chen, ein MEAM-Senior und Co-Autor des Artikels, spielte eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung des künstlichen Fingerapparats. „Wir brauchten ein einheitliches, fingerähnliches Material“, sagt Chen. „Wenn wir nur unsere Finger daran halten würden, würde es keine sehr konsistenten Ergebnisse liefern.“
Die Forscher sagen, ihre Arbeit bestätige, was MLB-Spieler seit langem behaupten: dass der Zauberschlamm funktioniert und nicht nur ein Aberglaube wie Playoff-Bärte und Rallye-Caps ist. „Es hat die richtige Mischung, um diese drei Dinge zu verwirklichen“, sagt Jerolmack. „Spreitung, Greifen und Klebrigkeit.“
MLB hat versucht, den Zauberschlamm durch synthetische Schmiermittel zu ersetzen, konnte die Eigenschaften des Schlamms jedoch bisher nicht reproduzieren. Die Forscher schlagen vor, beim Original zu bleiben. „Diese Familie tut etwas, das umweltfreundlich und nachhaltig ist, und erzielt tatsächlich einen Effekt, der schwer zu reproduzieren ist“, sagt Jerolmack.
Über den Baseball hinaus hoffen die Forscher, dass ihre Arbeit – und der Starstatus des Schlamms – mehr Interesse an der Verwendung natürlicher Materialien als Schmiermittel wecken wird. „Dies ist nur ein Ort, an dem wir zeigen können, wie Geomaterialien bereits auf nachhaltige Weise genutzt werden“, sagt Arratia, „und wie sie uns einige exquisite Eigenschaften verleihen können, die von Grund auf schwer zu produzieren wären.“
Weitere Informationen:
Shravan Pradeep et al., Mechanik weicher Materie im Rubbing Mud des Baseballs, Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften (2024). DOI: 10.1073/pnas.2413514121