Neuničljivi mehurčki

Francoska raziskovalna skupina v reviji Physical Review Fluids poroča o mehurčkih, ki pri sobnih pogojih svojo obliko ohranjajo več kot leto dni. Stena mehurčkov je večplastna in je sestavljena iz plastičnih delcev, glicerola in vode.

Ovoj milnega mehurčka izgublja snov z odtekanjem tekočine zaradi gravitacije in z izhlapevanjem. Stena mehurčka se tako stanjša do mejne debeline, ko lahko njen pok povzroči že prisotnost zelo majhnega jedra zraka. Zato pri sobnih pogojih milni mehurčki počijo v nekaj minutah. Dodajanje glicerola v milno mešanico podaljša življenjski čas mehurčka, saj higroskopičnost glicerola, ki absorbira molekule vode iz zraka v okolici, uravnovesi izhlapevanje tekočine iz mehurčka.

Znanstvenice in znanstveniki so s študijo nadaljevali raziskavo tako imenovanih plinastih kroglic. To so zgrajeni mehurčki plina, ujetega znotraj stene, ustvarjene iz tekočine, s tesno pakirano plastjo plastičnih delcev. Delce med seboj povezuje tekoči meniskus, ki jih skupaj drži s površinsko napetostjo. Ti mehurčki so dovolj trdni, da jih lahko držimo v roki ali kotalimo po površinah trdnin. Do sedaj so raziskali njihove mehanske lastnosti, v novem članku pa še življenjsko dobo.

Pri izgradnji plinaste kroglice so na površino vodne kopeli razporedili delce poliamida-11 s polmerom 80 mikrometrov, da je nastal zrnast splav. Z brizgalko so pod splav vbrizgali nadzorovano količino zraka, kar je povzročilo nastanek zračnih mehurčkov. Z žlico so mehurček potisnili proti delcem, da so z njimi prekrili celotno površino kroglice. Pri izvedbi eksperimenta so mehurček iz vodne kopeli preložili na hidrofobno ali superhidrofobno podlago in z natančno tehtnico merili njegovo maso, s fotoaparatom in merilcem vlažnosti pa spremljali njegovo sušenje. Za primerjavo so opazovali še plinasto kroglico, pri kateri so vodni kopeli dodali glicerol, in navaden mehurček iz milne mešanice.

Milni mehurček je pričakovano počil najhitreje, po skoraj minuti. Vodna plinasta kroglica je preživela med 6 in 50 minut, njena izboljšana verzija z dodanim glicerolom pa več kot 101 dan, najbolj obstojna kar 465 dni. Posnetki sušenja vodnih plinastih kroglic so pokazali, da tekočino izgubljajo le z izhlapevanjem, torej umetna stena zelo uspešno kljubuje odtekanju tekočine zaradi gravitacije. Uspešnost mešanice z dodanim glicerolom pa avtorice in avtorji pripisujejo njegovi lastnosti, da iz zraka absorbira vodo. Kroglice imajo velik potencial pri razvoju obstojnejših pen, zanimive pa so tudi denimo za kontroliran transport plinastih vonjav, ki bi se v kroglici obdržale do cilja in se razpustile ob njenem poku.

Milne mehurčke je napihala Tina.