泡沫中的科學(xué)——段房智
作者:段房智
泡沫在生活中隨處可見,刷碗時的洗潔精、涂抹的護(hù)膚膏、冰涼的可樂……但司空見慣的泡沫卻蘊(yùn)含著許多科學(xué)問題。
首先絕對純凈的水不會產(chǎn)生泡沫,需要在水相中加入第三種物質(zhì),即表面活性物質(zhì)或顆粒才會產(chǎn)生泡沫。表面活性劑在水空界面吸附后會在氣泡表面形成一層致密的薄膜,使界面張力下降,水空接觸面增加,這樣氣泡就不易合并。雖然泡沫中的氣泡一般是從球形開始的,但是氣泡界面之間的壓力差通常非常小,氣泡很快便會采取一種更緊密的堆積結(jié)構(gòu),由單個泡沫層形成直邊結(jié)合在一起的多面體結(jié)構(gòu)。這種多面體結(jié)構(gòu)會按特定方式相交,以保持其力學(xué)上的穩(wěn)定,當(dāng)三個氣泡相交形成的角度為120°時,結(jié)構(gòu)最為穩(wěn)定。三個氣泡的交界地帶形成Plateau邊界(以物理學(xué)家Plateau 的名字命名)。

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