Физики нашли рецепт идеальных мыльных пузырей

Несмотря на свой легкомысленный характер, мыльные пузыри выступают важным для науки явлением. Еще в конце XIX века их исследовал бельгийский физик Жозеф Плато, благодаря чему он сформулировал несколько важных законов и принципов поверхностного натяжения. А уже в начале XXI века французские ученые обнаружили, что для формирования пузырей поток воздуха должен двигаться быстрее определенного предела — тем стремительнее, чем уже сечение самого потока.

Но главное в любом мыльном пузыре — это, конечно, его размер. В некоторых случаях инженерам удается получать великанов диаметром более 15 метров и объемом под сотню кубометров. Удивительно, что при толщине стенок, измеряемой микрометрами, они могут оставаться стабильны в течение многих минут. Оптимальный рецепт для таких пузырей нашли недавно ученые из Университета Эмори. Статья Джастина Бёртона (Justin Burton) и его коллег опубликована в журнале Physical Review Fluids.

Авторы проводили лабораторные эксперименты, приготовляя смеси воды, жидких детергентов и различных полимеров для стабилизации пузырей — от гуаровой смолы (загуститель Е412) до вязкого полиэтиленгликоля. Получая из них пленки на широкой рамке, ученые следили за толщиной и стабильностью стенок, определяя самую эффективную комбинацию. Как и можно было ожидать, молекулы полимера, перепутываясь друг с другом, играли ключевую роль в придании пленке устойчивости.

«В нужной пропорции полимеры позволяют мыльной пленке попасть в “золотую середину”, где она оказывается и вязкой, и еще достаточно растяжимой, но не настолько, чтобы распасться на части», — говорит Джастин Бертон. Для этого важна длина их молекул: полимеры разной длины запутываются лучше, но при этом пленка сохраняет нужную эластичность. А мы приводим окончательный рецепт жидкости для больших мыльных пузырей, найденный американскими физиками.

На литр воды: 50 миллилитров (чуть больше трех чайных ложек) детергента Dawn Professional, 2-3 грамма (половина чайной ложки) порошка гуаровой камеди, 50 миллилитров спиртовой смеси для дезинфекции и 3 грамма пекарского порошка.

Разведите камедь спиртом, растворите полученную кашицу в воде и дайте отстояться, чтобы камедь успела гидратироваться. Осторожно перемешайте жидкость: она должна стать чуть более густой, чем чистая вода. Добавьте пекарский порошок и снова перемешайте, под конец добавляйте детергент. Осторожно подцепите пленку рамкой и надувайте не спеша.