Het is een allervermakelijkst experiment, en tamelijk eenvoudig. Hou een fles shampoo een beetje schuin, een centimeter of twintig boven het aanrecht of een schoteltje. Laat geleidelijk een straaltje uit de fles lopen. Onderaan de straal vormt zich een kringelend, langzaam inzakkend hoopje shampoo. Maar met wat oefening en een beetje geluk sprietst er soms ineens een straal shampoo in een grote boog omhoog. Het is maar van korte duur: binnen een seconde herneemt de shampoostraal zich weer. Veertig jaar geleden beschreef de Britse ingenieur Arthur Kaye dit verschijnsel - naar hem dan ook het Kaye-effect genoemd - voor het eerst in een kort artikel in het tijdschrift Nature. Kaye experimenteerde met een vloeistofstraaltje van een polymeeroplossing, en ontdekte dat zo'n vloeistofstraaltje soms, heel kort, van het oppervlak terug lijkt te stuiteren. Een verklaring gaf Kaye niet voor het merkwaardige verschijnsel. De Twentse natuurkundige Cock Blom is de afgelopen jaren naarstig op zoek geweest naar de juiste vloeistof om dit zogeheten Kaye-effect mee op te wekken. Vooral shampoo leek een goede kandidaat en Blom drukte op zijn buitenlandse reizen dan ook menig miniflaconnetje hotelshampoo zorgvuldig leeg op zoek naar het ideale merk. In San Diego en in een Thais hotel was het prijs: de shampoo uit de miniflesjes sprietste regelmatig in een wilde straal omhoog. Bingo! Terug in Twente raakte Blom aan de praat met Michel Versluis, die voorstelde om het verschijnsel vast te leggen met een hogesnelheidscamera. "Het begon echt als een vrijdagmiddagexperiment", vertelt Versluis, want zijn onderzoeksgroep houdt zich eigenlijk bezig met heel ander onderzoek, namelijk het gedrag van gasbelletjes. "Het rook de afgelopen drie jaar altijd heel lekker in het laboratorium. Naar lavendel, of lelietjes van Dalen." Dertig flessen Sanex gingen er doorheen, en twintig navulverpakkingen vloeibare handzeep van Het Kruidvat, want dat bleken de ultieme vloeistoffen te zijn om het Kaye-effect op te wekken. Aanvankelijk dachten de onderzoekers dat de shampoo daadwerkelijk stuiterde, en dat het effect iets te maken had met de elasticiteit van de vloeistof. Zoals silliputy, het schoolvoorbeeld van een superelastische vloeistof, tot een stuiterballetje te kneden is dat hoog opspringt van de grond. Maar de filmpjes lieten zien dat er iets anders aan de hand was. "Shampoo is, net als bijvoorbeeld latex verf, een vloeistof met een veranderlijke stroperigheid," legt Versluis uit. "In je handpalm vormt het een hoopje waarvan de stroperigheid groot is. Maar smeer je het in je haar of tussen je handen, dan neemt die stroperigheid af. Het blijft niet plakken, zoals motorolie, maar verspreidt zich netjes over je hoofd." Of neem latex. De verf ziet er in het blik uit als een stevige dikke pap, maar laat zich licht over de muur uitstrijken. 'Afschuifverdunning' of in het Engels 'shear thinning' heet dat effect, en het is typisch het gedrag van een niet-Newtoniaanse vloeistof. Het omgekeerde, afschuifverdikking of 'shear thickening' komt ook voor. Hoe harder je bijvoorbeeld in een maïzenapapje roert, hoe meer het lijkt te 'bevriezen'. De filmpjes en een bijbehorende wiskundige rekenpartij lieten zien dat het Kaye-effect louter op grond van die veranderlijke stroperigheid of viscositeit is te verklaren. De shampoo stuitert niet, maar schiet af en toe door als de straal op een toevallig gunstig glijoppervlak stuit. Door de kracht van de straal ontstaat een kuiltje wat langzaam groter wordt. De shampoostraal beweegt zich door het kuiltje als een rollerskater door een 'halfpipe', en schiet er aan de tegenoverliggende kant met hoge snelheid weer uit. Hoe dieper het kuiltje, hoe meer de straal zich opricht. Ook rekenden de onderzoekers af met het idee dat een harde ondergrond noodzakelijk is om het Kaye-effect te doen optreden. Het uiterst fragiele oppervlak van een zeepvlies bleek namelijk ook uitstekend dienst te doen als 'halfpipe'. "Met Sanex kun je hele mooie zeepvliezen maken," vertelt Versluis. "En nee, met zo'n shampoostraal prik je er niet doorheen. Met je vinger ook niet, als je hem eerst maar in het sop steekt." De onderzoekers raakten zó bedreven in hun shampoomanipulaties, dat het ze zelfs lukte om een cascade van shampoospringers te maken, die enige tijd stand hield. Elke opspringende straal fungeerde daarbij tevens als het begin van een volgende. Daarvoor lieten ze de shampoo neerkomen op een hellend vlak, dat eveneens met shampoo was ingesmeerd. Na enige oefening lukte het ze om zeven springers achter elkaar te maken. "Het is vooral een interessant demonstratie-experiment', vertelt Versluis. "Het Kaye-effect wordt in alle leerboekjes genoemd als voorbeeld van merkwaardig vloeistofgedrag. Ik gebruik het in mijn college's. En ja, het is hartstikke leuk dat we er nu een verklaring voor hebben gevonden." Jacqueline de Vree Arthur Kaye, 'A bouncing liquid stream', in: Nature, 9 maart 1963 Michel Versluis et al, 'Leaping shampoo and the stable Kaye-effect', nog te verschijnen.