거품은 맥주의 거품에서 치약의 거품에 이르기까지 우리의 일상 생활에서 어디에나 있습니다. 또한 식품 가공, 화장품 및 제약과 같은 다양한 산업 응용 분야에서도 사용됩니다.
폼의 안정성은 이러한 많은 응용 분야에서 중요한 요소입니다. 거품이 너무 빨리 무너지면 기능을 잃거나 위험해질 수도 있습니다. 예를 들어, 소화기의 폼은 화염을 질식시키기에 충분히 안정적이어야하며, 면도 크림의 폼은 사용자가 얼굴에 적용 할 수있을 정도로 길어질 수 있어야합니다.
그들의 중요성에도 불구하고, 폼이 붕괴되는 메커니즘은 완전히 이해되지 않습니다. 이는 폼이 액체의 표면 장력, 액체의 점도 및 계면 활성제의 존재와 같은 다양한 요인에 의해 영향을받을 수있는 복잡한 시스템이라는 사실 때문이다.
새로운 연구에서 산타 바바라 (University of California)의 연구원들은 간단한 거품이 어떻게 무너 지는지에 대한 두 가지 뚜렷한 물리적 메커니즘을 확인했습니다. 첫 번째 메커니즘을 "배수 및 붕괴"라고하며, 거품의 액체가 기포에서 멀어지면서 붕괴 될 때 발생합니다. 두 번째 메커니즘은 "거품 유착"이라고하며, 둘 이상의 기포가 함께 병합되어 더 큰 기포를 형성 할 때 발생합니다.
연구원들은이 두 가지 메커니즘의 상대적 중요성이 폼의 특성에 달려 있음을 발견했습니다. 표면 장력이 높은 폼의 경우 배수 및 붕괴가 지배적 인 메커니즘입니다. 표면 장력이 낮은 폼의 경우 기포 유착이 지배적 인 메커니즘입니다.
팀의 연구 결과는 폼의 안정성을 제어하는 새로운 방법으로 이어질 수 있습니다. 예를 들어, 폼에 계면 활성제를 추가함으로써 표면 장력을 줄이고 폼의 안정성을 증가시킬 수 있습니다.
이 연구는 Journal Physical Review Letters에 발표되었습니다.
초록
우리는 단순한 거품의 붕괴를위한 두 가지 뚜렷한 물리적 메커니즘, 즉 배수와 붕괴, 거품 유착을 식별합니다. 배수 및 붕괴는 거품으로부터 액체가 배출 될 때 발생하여 거품이 붕괴됩니다. 기포 유착은 둘 이상의 기포가 병합되어 더 큰 기포를 형성 할 때 발생합니다. 우리는이 두 메커니즘의 상대적 중요성이 폼의 특성에 달려 있음을 발견했습니다. 표면 장력이 높은 폼의 경우 배수 및 붕괴가 지배적 인 메커니즘입니다. 표면 장력이 낮은 폼의 경우 기포 유착이 지배적 인 메커니즘입니다. 우리의 결과는 단순한 폼이 어떻게 무너지는 지에 대한 근본적인 이해를 제공하고 폼의 안정성을 제어하는 새로운 방법으로 이어질 수 있습니다.
