Wetenschap

Zeepbellenwervelingen stoppen - en waarom

Zeepbellenwervelingen stoppen - en waarom


Zeepbellen hebben ons altijd met verwondering vervuld. Het raadselachtige kleurenspel over hun binnenkomst kinderen en inspireert wetenschappers om de krachten te onderzoeken die aan het werk zijn in deze verbluffende microkosmos. Van optica tot vloeistofdynamica, grote geesten hebben generaties lang de chaotische activiteit in dit eenvoudige systeem bestudeerd. Nu beheersen onderzoekers van Stanford University deze instabiliteit, wat leidt tot opwindende vooruitzichten op gebieden variërend van geneeskunde tot voedseltechnologie.

[Afbeeldingsbron:Fysieke beoordelingsvloeistoffen]

Deze prachtige caleidoscoop van kleur is grotendeels te danken aan het Marangoni-effect. Dit effect wordt veroorzaakt door de beweging van grenslaagmoleculen van gebieden met lage naar hoge oppervlaktespanning. Als wereldprimeur is het onderzoeksteam van Stanford erin geslaagd deze stromen te stoppen, zodat ze nader onderzocht kunnen worden.

Professor Gerald Fuller, die co-auteur was van de gepubliceerde bevindingen, zei: 'We waren in staat om de Marangoni-stromen daadwerkelijk te stoppen. Arresteer ze. Het was een opmerkelijk fenomeen en met een zeer delicate beheersing van deze stromen en deze patronen. '

[Afbeeldingsbron: Fysieke beoordelingsvloeistoffen]

Door het herhaaldelijk opstijgen en pauzeren van een luchtbel van 1 millimeter door het oppervlak van een zeepachtige oplossing, kon het team de vorige laag Marangoni-stromen op het oppervlak van de bel stoppen door het genereren van een nieuwe laag. Deze ingesloten stromen worden vergeleken met het bevriezen van een beukende golf.

Hoofdauteur van het onderzoek, Saad Bhamla, zei: 'De kleuren op de bellen geven de dikte van de film aan, dus je hebt deze valleien en heuvels die zich in een geometrisch gefrustreerde staat bevinden op een oppervlak dat zelf kortstondig is. Een interessante vraag is waarom je dat überhaupt kunt doen. '

Eenvoudige, goedkope analogen voor complexere systemen worden zeer gewaardeerd in de onderzoeksgemeenschap. Bubbels zijn een uitstekend voorbeeld van een gemakkelijk te manipuleren model met een geweldige experimenteerruimte. Bhamla legde uit:

'Je verwacht bijna dat dingen die alledaags zijn - alledaagse dingen, simpele dingen - allemaal worden uitgezocht. Je neemt het als vanzelfsprekend aan. Als je de vraag ‘Waarom?’ Stelt, hebben zelfs de eenvoudigste dingen veel dat we erover kunnen ontdekken, omdat we vandaag de dag betere tools hebben, en vandaag de dag betere technieken. '

Van Newtons studie van optica tot de Gennes 'Nobelprijs voor natuurkunde-lezing in 1991, hebben bellen een rol gespeeld in talloze wetenschappelijke studiegebieden. Voortbouwend op hun eerdere werk in het gebruik van oppervlakteactieve stoffen in de geneeskunde, onderzoekt het team toepassingen die uiteenlopen van de kwaliteit van bierschuim, olie-waterafscheiding en ongewenste bellen in medicijnformuleringen.

'Omdat je de prevalentie van oppervlakteactieve schuimen in voedingsproducten en in persoonlijke producten inziet, besef je dat het nodig is om de levensduur van deze systemen te begrijpen', zei Fuller.

Deze video, winnaar van de Milton Van Dyke Award van de American Physical Society, toont de schoonheid van geïmmobiliseerde golven op het oppervlak van een luchtbel:

Lees hier de research paper van het team.

ZIE OOK: Antibubbles zijn betoverende kleine afwijkingen in de natuurkunde

Via: Stanford

Geschreven door Jody Binns


Bekijk de video: KAUWGOM BEL EXPLODEERT in GEZICHT! #WERELDRECORD