Физики только что побили рекорд: их водяной пузырь не лопался больше года
Из мыльной пленки такой пузырь сделать не получиться, а вот глицерин подошел хорошо
Хотя, возможно, это не так красиво, как мерцающие, меняющиеся переливы мыльных пузырей, творение команды, сделанное с помощью глицерина, может помочь учёным разработать новые материалы, такие как пены и плёнки.
«Мы показываем, что покрытие водяной оболочки пузыря микрочастицами препятствует дренажу, вызванному гравитацией, и что дальнейшее добавление глицерина приводит к стабильному состоянию, в котором испарение воды уравновешивается гигроскопичностью глицерина, который поглощает молекулы воды, содержащиеся в окружающем воздухе, — пишут они в своей газете. — В результате образуются пузыри, которые могут сохранять свою целостность в стандартной атмосфере более одного года без существенного изменения своего радиуса».
Как правило, есть три вещи, которые способствуют короткому сроку жизни пузыря в атмосферных условиях. Гравитация «стягивает» материал с пузырьковой мембраны, испарение уменьшает количество жидкости, а присутствие микропузырьков (газовых ядер) в воздухе может дестабилизировать пузырь..
Чтобы увидеть, смогут ли они увеличить срок жизни пузыря, команда обратилась к недавнему изобретению под названием «газовые шарики». Это газовые пузыри, оболочки которых включают частицы полимера, что позволяет пузырькам сохранять структурную целостность даже при прикосновении.
Ученые хотели посмотреть, смогут ли они заставить газовый шарик оставаться неповреждённым в течение длительного периода времени, поэтому они экспериментировали с различными видами пузырьков. Кроме мыльных пузырей, команда создала газовые шарики из частиц нейлона и воды, а ещё частиц нейлона и смеси воды и глицерина.
Мыльные пузыри держались совсем недолго – не дольше минуты. Газовые шарики на водной основе показали себя лучше, выживая от 6 до 60 минут. Глицериново-водные шарики просуществовали невероятно долго, более 101 дня, а самый длинный из них продержался целых 465 дней.
Команда отмечает, что это — результат добавления глицерина. Это вещество является гигроскопичным материалом, то есть легко и быстро поглощает влагу из окружающей среды или атмосферы. Частицы нейлона предотвращают стекание пузырьковой мембраны под действием силы тяжести; глицерин, поглощая влагу из атмосферы, пополняет ту, что испаряется. Когда эти два явления нейтрализуются, пузырь становится невосприимчивым к тому, как его атакуют газовые ядра окружающего воздуха.
Именно это позволило пузырю сохранять свою структуру в течение столь длительного времени.
Исследователи отмечают, что из этой смеси материалов может быть создан целый новый класс объектов с физическими и химическими свойствами, которые нам ещё предстоит открыть.