Fizik di sebalik membina gelembung sabun yang berkekalan

Meniup buih sabun, selain menjadi hobi kegemaran kanak-kanak, juga merupakan satu bentuk seni dan subjek yang menarik minat ahli fizik. Emmanuelle Rio, François Boulogne, Marina Pasquet, dan Frédéric Restagno dari Makmal Fizik Keadaan Pepejal di Universiti Paris-Saclay telah mengkaji buih selama bertahun-tahun, cuba memahami proses berbeza yang dimainkan dalam struktur yang kelihatan tidak berbahaya ini.

“Bubbles adalah penting kerana ia muncul di banyak tempat, termasuk produk basuh, kosmetik, bahan binaan, dan juga dalam alam semula jadi. Sebagai contoh, buih laut memainkan peranan dari segi pertukaran antara atmosfera dan laut, “kata Boulogne.

Kini, pasukan telah menerangkan peristiwa penting dalam kehidupan gelembung: apabila ia muncul.

Mengambil suhu

Dalam kajian baru-baru ini, Boulogne dan Rio menubuhkan peranan yang dimainkan oleh suhu permukaan gelembung dalam kestabilannya. “Dalam beberapa kes, penuaan buih dan pecahnya telah dikaitkan dengan ketebalan filem sabun. Baru-baru ini, penyelidik mula mengaitkan kenipisan filem sabun dengan penyejatan. Bagaimanapun, dalam kajian kami, kami menunjukkan bahawa pemindahan haba, yang dikaitkan dengan penyejatan, tidak diambil kira,” kata Boulogne.

Untuk meneroka aspek ini, penyelidik mengukur suhu permukaan buih dan mendapati perbezaan yang ketara berbanding suhu bilik. “Suhu permukaan buih boleh menurun sehingga 8° Celsius,” kata Boulogne.

Boulogne menyatakan bahawa walaupun terdapat kaitan antara suhu dan penuaan buih, kesan suhu rendah pada masa gelembung timbul masih perlu difahami—dan berkemungkinan kekal begitu untuk seketika. “Setakat ini, kami tidak mempunyai model yang boleh membuat ramalan ini. Memahami kestabilan buih adalah satu cabaran yang akan mengambil masa beberapa dekad,” katanya.

Beliau beralasan terdapat beberapa faktor yang perlu diambil kira mengenai kestabilan buih. “Ini termasuk suhu, kadar penyejatan, penipisan filem, penjanaan semula marginal (fenomena tompok kecil, yang lebih nipis dan lebih ringan daripada filem sekeliling, naik ke atas), dan geometri. Untuk mempunyai semua faktor ini dalam satu model adalah sangat mencabar.”

Membina gelembung yang sempurna

Walaupun meramalkan kestabilan buih dalam senario berbeza mungkin mengambil sedikit masa, Rio mengenal pasti satu gabungan bahan yang optimum untuk membuat buih tahan lebih lama dan pada masa yang sama mudah untuk dibuat.

Kunci kepada umur panjang ialah gliserol. Bahan-bahan lain termasuk polimer panjang seperti guar gum yang wujud secara semula jadi dan “perkadaran optimum” cecair pencuci pinggan mangkuk. “Jika anda menambah lebih banyak cecair pencuci pinggan, membuat buih menjadi lebih mudah. Walau bagaimanapun, masa hidup mereka dipendekkan. Itulah sebabnya anda perlu mencari jumlah cecair pencuci pinggan mangkuk yang betul untuk memastikan buih tahan lama dan mudah dihasilkan,” kata Rio.

Bekerjasama dengan artis Perancis Pierre-Yves Fusier, yang pakar dalam seni buih, Rio dan rakan-rakannya membangunkan resipi, yang terdiri daripada 40 mililiter cecair pencuci pinggan, 100 mililiter gliserol dan 1 gram polimer panjang seperti guar semulajadi. gula-gula getah dicampur dalam 1 liter air. Menggunakan resipi ini, Rio mencipta buih berdiameter 5 cm di makmalnya yang bertahan selama sejam.

Walaupun menambah gliserol boleh menjadikan buih lebih stabil, Rio berkata kesan bahan lain terhadap kestabilan buih masih menjadi persoalan terbuka. “Gliserol ialah molekul hidroskopik yang boleh membantu air terkondensat. Tetapi kita tahu surfaktan (cecair pencuci pinggan mangkuk) dan polimer juga memberi kesan kepada penyejatan. Oleh itu, langkah seterusnya dalam kajian kami adalah untuk mengetahui bagaimana resipi kami memberi kesan kepada penyejatan, “kata Rio.

Rio menambah bahawa penyejatan, yang masih belum difahami sepenuhnya, hanyalah satu fenomena yang memainkan peranan dalam pecah gelembung. “Anda juga perlu mempertimbangkan graviti, yang menyumbang kepada penipisan permukaan yang membawa kepada turun naik ketebalan filem. Semua ini menjadikannya amat sukar untuk meramalkan bila gelembung akan pecah,” kata Rio.

Dhananjay Khadilkar ialah seorang wartawan yang berpangkalan di Paris.

We wish to give thanks to the author of this article for this outstanding content

Fizik di sebalik membina gelembung sabun yang berkekalan


Check out our social media profiles as well as other pages related to themhttps://paw6.info/related-pages/