フォームは、朝のコーヒーの泡からシャンプーの泡まで、私たちの日常生活で遍在しています。また、フードパッケージ、パーソナルケア製品、消防など、幅広い産業用アプリケーションでも使用されています。
これらのアプリケーションの多くでは、泡が表面に広がったりスライドしたりする能力が重要です。たとえば、フォームの拡散は、泡が容器を満たし、損傷から食品を保護することができるため、食品の効率的なパッケージに不可欠です。同様に、フォームのスライドは、泡を肌や髪に簡単に塗ることができるため、パーソナルケア製品で重要です。
泡の広がりと滑りの重要性にもかかわらず、これらの現象の背後にある根底にあるメカニズムはよく理解されていません。これは、一部には泡の複雑な性質が原因で、液体中のガス気泡の分散で構成されています。
Journal Physical Review Fluidsに掲載された新しい研究では、カリフォルニア大学サンタバーバラ校の科学者、およびシカゴ大学の科学者は、実験とコンピューターシミュレーションの組み合わせを使用して、表面上のフォームの拡散と滑りを調査しました。
研究者たちは、泡の拡散が液体の表面張力によって駆動されることを発見しました。表面張力とは、液体が表面積を最小限に抑える傾向です。泡が表面に配置されると、液体の表面張力が泡液滴を互いに引き寄せ、泡を広げます。
研究者はまた、泡のスライドが泡と表面の間のせん断応力によって駆動されることを発見しました。せん断応力は、表面に接線方向に適用される単位面積あたりの力です。泡が表面に配置されると、泡と表面の間のせん断応力が泡をスライドさせます。
この研究の結果は、泡の広がりと滑りの背後にあるメカニズムに関する新しい洞察を提供します。この知識は、食品加工からパーソナルケア製品に至るまでの産業の進歩につながる可能性があります。そこでは、フォームの拡散とスライドを制御する能力が不可欠です。
