Kalıcı bir sabun köpüğü oluşturmanın ardındaki fizik

Sabun köpüğü üflemek, çocuklar için en sevilen eğlence olmasının yanı sıra fizikçiler için de bir sanat ve ilgi konusudur. Paris-Saclay Üniversitesi’ndeki Katı Hal Fiziği Laboratuvarı’ndan Emmanuelle Rio, François Boulogne, Marina Pasquet ve Frédéric Restagno, görünüşte zararsız olan bu yapıların oynadığı farklı süreçleri anlamaya çalışarak yıllardır kabarcıklar üzerinde çalışıyorlar.

“Kabarcıklar önemlidir çünkü çamaşır ürünlerinden kozmetiklere, yapı malzemelerine kadar birçok yerde ve doğada da bulunurlar. Örneğin deniz köpüğü atmosfer ile deniz arasındaki alışverişlerde rol oynar.

Ekip şimdi baloncukların yaşamındaki önemli bir olayı tanımladı: patladıkları zaman.

sıcaklık ölçümü

Yakın tarihli bir çalışmada, Boulogne ve Rio’yu yarattı. Sıcaklığın oynadığı rol kabarcıkların yüzeyinden stabilitelerinde. Bazı durumlarda, baloncukların eskimesi ve patlaması sabun tabakasının kalınlığı ile ilişkilendirilmiştir. Son zamanlarda, araştırmacılar sabun tabakasının incelmesini buharlaşma ile ilişkilendirmeye başladılar. Ancak çalışmamızda buharlaşma ile ilgili olan ısı transferinin dikkate alınmadığını belirttik” dedi.

Araştırmacılar bu yönü keşfetmek için kabarcıkların yüzey sıcaklığını ölçtüler ve oda sıcaklığına kıyasla önemli bir fark buldular. Boulogne, “Kabarcıkların yüzey sıcaklığı 8 santigrat dereceye kadar düşebilir.” Dedi.

Boulogne, sıcaklık ve baloncuk yaşlanması arasında bir bağlantı olmasına rağmen, daha düşük sıcaklıkların baloncukların patlama süresi üzerindeki etkisinin hala tam olarak anlaşılamadığını ve muhtemelen bir süre daha bu şekilde kalacağını belirtti. “Şimdiye kadar, bu öngörüde bulunabilecek bir modelimiz yok. Balonların istikrarını anlamak, onlarca yıl alacak bir meydan okumadır” dedi.

Balon stabilitesi söz konusu olduğunda dikkate alınması gereken birçok faktör olduğunu gördü. Buna sıcaklık, buharlaşma hızı, film incelmesi, saçak rejenerasyonu (çevreleyen katmandan daha ince ve daha hafif olan, tepeye doğru yükselen küçük noktalar olgusu) ve geometri dahildir. Tüm bu faktörleri tek bir modelde toplamak büyük bir zorluk.”

Mükemmel balonu oluşturun

Rio, farklı senaryolarda balonların istikrarını tahmin etmek biraz zaman alabilir. Malzemelerin mükemmel kombinasyonu Baloncukların daha uzun süre dayanması ve aynı zamanda oluşturulmasının daha kolay olması için.

Uzun ömürlülüğün anahtarı gliserindir. Diğer bileşenler, doğal guar zamkı gibi uzun bir polimer ve bulaşık deterjanının “optimal oranı”nı içerir. “Daha fazla bulaşık deterjanı eklerseniz, baloncukların oluşması daha kolay olur. Ancak ömürleri kısalır. Bu nedenle, baloncukların yeterince uzun süre dayanması ve kolayca oluşması için doğru miktarda bulaşık deterjanı bulmanız gerekir. ”

Baloncuk sanatında uzman Fransız sanatçı Pierre-Yves Vozier ile birlikte çalışan Rieu ve meslektaşları, 40 mililitre bulaşık deterjanı, 100 mililitre gliserin ve 1 gram doğal guar gibi uzun bir polimerden oluşan tarifi geliştirdi. Sakız 1 litre suya karıştırılır. Rio, bu tarifi kullanarak laboratuvarında bir saat süren 5 cm çapında baloncuklar yaptı.

Rio, gliserol eklenmesi baloncukları daha kararlı hale getirebilirken, diğer bileşenlerin baloncukların stabilitesi üzerindeki etkisinin hala açık bir soru olduğunu söyledi. “Gliserin, suyu yoğunlaştırmaya yardımcı olabilecek bir su molekülüdür. Ancak yüzey aktif maddelerin (bulaşık deterjanı) ve polimerin de buharlaşmayı etkilediğini biliyoruz. Dolayısıyla çalışmamızın bir sonraki adımı, tarifimizin buharlaşmayı nasıl etkilediğini bulmak.”

Rio, henüz tam olarak anlaşılamayan buharlaşmanın baloncuk patlamasında rol oynayan olgulardan sadece biri olduğunu da sözlerine ekledi. “Film kalınlığının dalgalanmasına neden olan yüzey incelmesine katkıda bulunan yerçekimini de göz önünde bulundurmalısınız. Tüm bunlar, bir balonun ne zaman patlayacağını tahmin etmeyi çok zorlaştırıyor.

Dhananjay Khadilkar, Paris’te yaşayan bir gazetecidir.

READ  Es probable que se detecten decenas de planetas alienígenas sin estrellas 'rebeldes'

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.