フォームは、ビールの泡から歯磨き粉の泡まで、私たちの日常生活で遍在しています。また、食品加工、化粧品、医薬品など、さまざまな産業用途でも使用されています。
フォームの安定性は、これらのアプリケーションの多くにおいて重要な要素です。泡が速すぎると、機能が失われたり、危険になる可能性があります。たとえば、消火器の泡は炎を窒息させるのに十分な安定している必要がありますが、シェービングクリームの泡は、ユーザーが顔に適用するのに十分な長さの形状を保持できる必要があります。
その重要性にもかかわらず、泡が崩壊するメカニズムは完全には理解されていません。これは、泡が液体の表面張力、液体の粘度、界面活性剤の存在など、さまざまな要因に影響を与える可能性のある複雑なシステムであるという事実に一部起因しています。
新しい研究では、カリフォルニア大学の研究者であるサンタバーバラは、単純な泡が崩壊する方法について2つの異なる物理的メカニズムを特定しました。最初のメカニズムは「排水と崩壊」と呼ばれ、泡の液体が泡から離れて排出され、崩壊すると発生します。 2番目のメカニズムは「バブル合体」と呼ばれ、2つ以上の泡が合併して大きな泡を形成すると発生します。
研究者は、これらの2つのメカニズムの相対的な重要性は、フォームの特性に依存することを発見しました。高い表面張力のある泡の場合、排水と崩壊が支配的なメカニズムです。表面張力が低い泡の場合、泡の合体が支配的なメカニズムです。
チームの調査結果は、フォームの安定性を制御する新しい方法につながる可能性があります。たとえば、界面活性剤をフォームに追加することにより、表面の張力を減らし、フォームの安定性を高めることができるかもしれません。
この研究は、Journal Physical Review Lettersに掲載されました。
要約
単純な泡の崩壊のための2つの異なる物理的メカニズムを特定します：排水と崩壊、およびバブルの合体。排水と崩壊は、液体から泡が泡から排出され、泡が崩壊すると発生します。バブルの合体は、2つ以上のバブルが合併して大きな泡を形成すると発生します。これらの2つのメカニズムの相対的な重要性は、フォームの特性に依存することがわかります。高い表面張力のある泡の場合、排水と崩壊が支配的なメカニズムです。表面張力が低い泡の場合、泡の合体が支配的なメカニズムです。私たちの結果は、単純な泡が崩壊する方法の基本的な理解を提供し、フォームの安定性を制御する新しい方法につながる可能性があります。
