Пузыри не известны своей продолжительной жизнью, обычно они дают лишь несколько секунд или минут детской радости, прежде чем они лопнут. Но группа французских ученых разработала новый способ создания более долговечных пузырей, благодаря чему рекордсмен выживает более года.
Физика мыльных пузырей и то, почему они лопаются, вероятно, не являются теми вещами, на размышления о которых многие из нас потратили много времени. Обычно их тонкая оболочка состоит из слоя воды, зажатого между двумя слоями молекул мыла, которые схлопываются, когда эта вода уходит. Это может произойти тремя основными способами. Первый и самый очевидный — когда пузырь протыкает что-то острое. Но вода также может испаряться в воздух или стекать вниз через дно пузыря.
Но ни одна из этих сил не сравнится с типом пузырей, называемых газовыми шариками, которые состоят из жидкого раствора с пластиковым бисером внутри. Когда они надуты, бисер образует гораздо более толстую оболочку, позволяющую удерживать пузырь или катить его. Газовые шарики были впервые созданы только в 2015 году, но вопрос о том, как долго они смогут просуществовать, оставался непроверенным.
Таким образом, для нового исследования исследователи из Университета Лилля во Франции решили установить именно это. Используя весы и камеру, команда отслеживала продолжительность жизни трех различных типов пузырей — обычных старых мыльных пузырей, газовых шариков и газовых шариков, сделанных с добавлением глицерина в раствор. В смесь для мыльных пузырей часто добавляют глицерин, чтобы они дольше держались.
Сравнение времени жизни трех типов пузырей: (1) Мыльный пузырь лопается через 1 мин. (2) Газовый шарик на водной основе, покрытый частично смачивающими микрочастицами, у которого полное высыхание и разрыв оболочки происходит через несколько минут. Синий краситель используется в качестве ориентира для визуализации высыхания жидкости. (3) Водно-глицериновый газовый шарик остается совершенно неповрежденным в стандартной атмосфере примерно через 9 месяцев (285 дней). Этот пузырь сохранял свою целостность более 1 года (465 дней). Фото: A. Roux et al.
Мыльные пузыри держались около минуты, прежде чем лопнуть. Газовые шарики на водной основе работали лучше, некоторые просуществовали до часа. Но те, что содержали глицерин, выбили конкурентов из колеи, оставаясь нетронутыми в течение недель или месяцев, а один упрямый маленький пузырь просуществовал целых 465 дней.
Команда говорит, что глицерин и пластиковые частицы хорошо работают вместе, чтобы противодействовать двум основным механизмам хлопков. Глицерин поглощает воду из воздуха вокруг пузыря, что решает проблему испарения. Между тем, пластиковая оболочка не дает воде вытекать через дно.
Исследователи говорят, что новые долговечные пузыри можно использовать для создания стабильной пены или как способ хранения газов.
Исследование было опубликовано в журнале Physical Review Fluids.
Источник: APS Physics.
