+
علم

وقف دوامات فقاعة الصابون - ولماذا

وقف دوامات فقاعة الصابون - ولماذا

لطالما ملأتنا فقاعات الصابون بالدهشة. اللعب الغامض للألوان عبر مدخل الأطفال السطحي وإلهام العلماء لاستكشاف القوى المؤثرة في هذا العالم المصغر المذهل. من البصريات إلى ديناميكيات السوائل ، درست العقول العظيمة النشاط الفوضوي في هذا النظام البسيط لأجيال. الآن ، يتحكم باحثون من جامعة ستانفورد في عدم الاستقرار ، مما يؤدي إلى آفاق مثيرة في مجالات تتراوح من الطب إلى تكنولوجيا الغذاء.

[مصدر الصورة:سوائل المراجعة الفيزيائية]

يرجع هذا الشكل المذهل للألوان إلى حد كبير إلى تأثير Marangoni. يحدث هذا التأثير بسبب حركة جزيئات الطبقة الحدودية من مناطق التوتر السطحي المنخفض إلى العالي. لأول مرة في العالم ، تمكن فريق البحث في ستانفورد من إيقاف هذه التدفقات ، مما سمح بفحصها عن كثب.

قال البروفيسور جيرالد فولر ، الذي شارك في تأليف النتائج المنشورة ، `` لقد تمكنا بالفعل من إيقاف تدفقات مارانغوني. القبض عليهم. لقد كانت ظاهرة رائعة مع تحكم دقيق للغاية في هذه التدفقات وهذه الأنماط.

[مصدر الصورة: سوائل المراجعة الفيزيائية]

من خلال الرفع المتكرر والإيقاف المؤقت لفقاعة هواء يبلغ قطرها 1 ملم عبر سطح محلول صابوني ، تمكن الفريق من إيقاف الطبقة السابقة من تدفقات مارانجوني على سطح الفقاعة من خلال توليد طبقة جديدة. تُشبه هذه التدفقات المحاصرة بموجة متجمدة.

قال المؤلف الرئيسي للبحث ، سعد بهملة ، إن الألوان الموجودة على الفقاعات تشير إلى سمك الفيلم ، لذلك لديك هذه الوديان والتلال التي هي في حالة إحباط هندسيًا على سطح هو نفسه سريع الزوال. سؤال مثير للاهتمام هو لماذا يمكنك القيام بذلك في المقام الأول.

النظائر البسيطة وغير المكلفة للأنظمة الأكثر تعقيدًا تحظى بتقدير كبير في مجتمع البحث. تعتبر الفقاعات مثالًا رائعًا على طريقة سهلة للتعامل مع النموذج مع مجال رائع للتجريب. وأوضح بهاملا:

تتوقع تقريبًا أن الأشياء العادية - الأشياء اليومية ، والأشياء البسيطة - كلها برزت. أنت تعتبره أمرا مفروغا منه. إذا طرحت السؤال "لماذا؟" حتى أبسط الأشياء لديها الكثير الذي يمكننا اكتشافه عنها لأن لدينا أدوات أفضل اليوم ، ولدينا تقنيات أفضل اليوم.

من دراسة نيوتن للبصريات إلى محاضرة دي جين على جائزة نوبل للفيزياء عام 1991 ، لعبت الفقاعات دورًا في عدد لا يحصى من مجالات الدراسة العلمية. بناءً على عملهم السابق في استخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي في الطب ، يستكشف الفريق تطبيقات متنوعة مثل جودة رغوة البيرة ، وفصل الزيت عن الماء ، والفقاعات غير المرغوب فيها في تركيبات الأدوية.

قال فولر: "بينما تقدر انتشار رغاوي الفاعل بالسطح في المنتجات الغذائية وفي المنتجات الشخصية ، فإنك تدرك أن هناك حاجة لفهم عمر هذه الأنظمة".

الحائز على جائزة Milton Van Dyke من الجمعية الفيزيائية الأمريكية ، يُظهر هذا الفيديو جمال الأمواج المجمدة على سطح الفقاعة:

اقرأ ورقة بحث الفريق هنا.

راجع أيضًا: الفقاعات المضادة تبهر القليل من الشذوذ في الفيزياء

عبر: ستانفورد

بقلم جودي بينز


شاهد الفيديو: الطريقة الصحيحه لعمل سائل فقاعات الصابون بمكون سحري How to Make Homemade Bubbles (مارس 2021).