@ 2022.01.22 , 13:38

一个维持了465天的泡泡

就如歌词:美丽的泡沫虽然一刹花火,你所有承诺虽然都太脆弱,爱本是泡沫如果能够看破,有什么难过,你所有承诺全部都太脆弱,而你的轮廓怪我没有看破,如此难过……”

“转瞬即逝”这个词,很多人都会立刻联想到肥皂泡泡:精致、华丽、眨眼就消失。

现在,由法国里尔大学的 Aymeric Roux 领导的物理学家团队打破了这种陈词滥调,创造了保持了465天的泡沫。

虽然可能不如肥皂泡变化无常的彩虹光泽那么漂亮,但该团队在甘油的帮助下设计出的产品可以帮助科学家开发的新式泡沫和薄膜。

“我们表明,用微粒覆盖气泡水壳会抑制重力引起的坍塌,再添加甘油就能导致稳定状态,其中水的蒸发被甘油的吸湿性抵消,甘油会吸收环境空气中的水分子。气泡可以在标准大气中保持其完整性超过一年,而其半径没有显著变化。”

一般来说,在大气环境中,重力可以将气泡膜中的物质排出;蒸发可以减少存在的液体量;空气中微小原子核的存在会破坏整个结构的稳定性。

该团队转向了名为“气体弹珠”的最新发明。这些气泡,其外壳由液体和部分润湿的颗粒组成,周围环绕着气体。

这些颗粒,通常是一种聚合物或塑料,即使在触摸时也能使弹珠保持结构完整性。

Roux 和同事想看看是否可以让气体弹珠长时间保持完整,因此他们尝试了不同种类的气泡。肥皂泡也被包括在内作为对照组,该团队还构建了水、尼龙颗粒以及水和甘油的混合物的气体弹珠。

肥皂泡自然不会持续太久——不超过一分钟。水基气体弹珠表现更好,存活时间在 6 到 60 分钟之间。

另一方面,甘油水弹珠的存活时间非常长,超过101天,最长的持续时间高达 465 天。

研究小组指出,这是添加甘油的结果。甘油是吸湿材料——也就是说,它很容易从周围环境或大气中吸收水分。

尼龙颗粒防止气泡膜因重力而流失;甘油从大气中吸收水分,补充蒸发掉的水分。随着这两种现象被抵消,气泡变得稳定。

研究人员写道:“我们已经证明,可以通过一种简单的方法来生产保持其完整性超过一年的气泡,方法是用部分润湿的颗粒代替表面活性剂,用水/甘油混合物代替水。”

该团队还构建了材料特性的详细模型,并使用该模型创建其他结构,例如在金属框架上延伸的金字塔液膜,方法是将其浸入材料中并慢慢抬起。该团队创建的金字塔液膜中至少有一个生存了 378 天。

研究人员指出,这些非凡的成就表明,可以从这种材料混合物中创造出一种全新的物体——具有我们尚未发现的物理和化学特性。

该研究已发表在《物理评论流体》上。

https://www.sciencealert.com/this-bubble-remained-intact-for-more-than-a-year-setting-a-new-record


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