Vad är vetenskapen bakom bubblor?

Bubblor är vackra, roliga och fascinerande, men vet du vad de är och hur de fungerar? Ta en titt på vetenskapen bakom bubblor.

En bubbla är en tunn film med tvålvatten. De flesta av bubblor som du ser är fyllda med luft, men du kan göra en bubbla med andra gaser, till exempel koldioxid. Filmen som gör bubblan har tre lager. Ett tunt skikt vatten är klamrat mellan två skikt tvålmolekyler. Varje tvålmolekyl är orienterad så att dess polära (hydrofila) huvud vetter mot vattnet, medan dess hydrofoba kolvätsträcka sträcker sig bort från vattenskiktet. Oavsett vilken form en bubbla har från början kommer den att försöka bli en sfär. Sfären är den form som minimerar ytan på strukturen, vilket gör det till den form som kräver minst energi för att uppnå.

När bubblorna staplas, förblir de sfärer? Nej. När två bubblor möts kommer de att slå samman väggar för att minimera ytan. Om bubblor av samma storlek möts, kommer väggen som skiljer dem att vara plan. Om bubblor med olika storlekar möts kommer den mindre bubblan att bula ut i den stora bubblan. Bubblor möts för att bilda väggar i en vinkel på 120 grader. Om tillräckligt med bubblor möts, kommer cellerna att bilda hexagoner. Du kan se observera denna struktur genom

Fastän såpbubblor är traditionellt tillverkade av (du gissade det) tvål, de flesta bubblalösningar består av tvättmedel i vatten. Glycerin tillsätts ofta som en ingrediens. Rengöringsmedel bildar bubblor på ungefär samma sätt som tvål, men tvättmedel kommer att bilda bubblor även i kranvatten, som innehåller joner som kan förhindra tvålbubbelbildning. Tvålen innehåller en karboxylatgrupp som reagerar med kalcium- och magnesiumjoner, medan detergenter saknar den funktionella gruppen. Glycerin, C₃H₅(ÅH)₃, förlänger livslängden på en bubbla genom att bli svagare vätebindningar med vatten, vilket bromsar avdunstningen.