泡沫中的科学——段房智

  作者:段房智

  泡沫在生活中随处可见,刷碗时的洗洁精、涂抹的护肤膏、冰凉的可乐……但司空见惯的泡沫却蕴含着许多科学问题。

  首先绝对纯净的水不会产生泡沫,需要在水相中加入第三种物质,即表面活性物质或颗粒才会产生泡沫。表面活性剂在水空界面吸附后会在气泡表面形成一层致密的薄膜,使界面张力下降,水空接触面增加,这样气泡就不易合并。虽然泡沫中的气泡一般是从球形开始的,但是气泡界面之间的压力差通常非常小,气泡很快便会采取一种更紧密的堆积结构,由单个泡沫层形成直边结合在一起的多面体结构。这种多面体结构会按特定方式相交,以保持其力学上的稳定,当三个气泡相交形成的角度为120°时,结构最为稳定。三个气泡的交界地带形成Plateau边界(以物理学家Plateau 的名字命名)。 

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