Seifenblasen haben uns immer mit Staunen erfüllt. Das rätselhafte Farbenspiel auf ihren Kindern am Oberflächeneingang inspiriert Wissenschaftler dazu, die Kräfte zu erforschen, die in diesem atemberaubenden Mikrokosmos wirken. Von der Optik bis zur Fluiddynamik haben große Köpfe die chaotische Aktivität in diesem Bereich untersuchteinfaches System für Generationen. Jetzt kontrollieren Forscher der Stanford University diese Instabilitäten, was zu aufregenden Perspektiven in Bereichen von der Medizin bis zur Lebensmitteltechnologie führt.
[Bildquelle : Physikalische Überprüfungsflüssigkeiten ]
Dieses atemberaubende Farbkaleidoskop ist größtenteils auf die Marangoni-Effekt . Dieser Effekt wird durch die Bewegung von Grenzschichtmolekülen aus Bereichen mit niedriger bis hoher Oberflächenspannung verursacht. In einer Weltneuheit ist es dem Stanford-Forschungsteam gelungen, diese Flüsse zu stoppen und genauer zu untersuchen.
Professor Gerald Fuller der die veröffentlichten Ergebnisse mitverfasst hat, sagte: "Wir konnten die Marangoni-Flüsse tatsächlich stoppen. Sie festnehmen. Es war ein bemerkenswertes Phänomen und mit sehr feiner Kontrolle über diese Flüsse und diese Muster."
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Durch wiederholtes Anheben und Anhalten einer 1-Millimeter-Luftblase durch die Oberfläche einer Seifenlösung Das Team konnte die vorherige Schicht von Marangoni-Flüssen auf der Blasenoberfläche durch die Erzeugung einer neuen Schicht stoppen. Diese eingeschlossenen Flüsse werden mit denen verglichen. Einfrieren einer krachenden Welle .
Hauptautor der Forschung, Saad Bhamla , sagte 'Die Farben auf den Blasen geben die Dicke des Films an. Sie haben also diese Täler und Hügel, die sich in einem geometrisch frustrierten Zustand befinden, auf einer Oberfläche, die selbst kurzlebig ist. Eine interessante Frage ist, warum Sie das tun könnenan erster Stelle.'
Einfache, kostengünstige Analoga für komplexere Systeme werden in der Forschungsgemeinschaft hoch geschätzt. Blasen sind ein hervorragendes Beispiel für ein einfach zu manipulierendes Modell mit wunderbarem Experimentierspielraum. Bhamla erklärte :
'Sie erwarten fast, dass alltägliche Dinge - Alltagsgegenstände, einfache Dinge - herausgefunden werden. Sie halten das für selbstverständlich. Wenn Sie die Frage' Warum? 'Stellen, haben selbst die einfachsten Dinge eine Menge davonwir können sie entdecken, weil wir heute bessere Werkzeuge haben, wir haben heute bessere Techniken. '
Von Newtons Studium der Optik bis zu de Gennes 'Nobelpreis für Physikvorträge von 1991 haben Blasen in unzähligen wissenschaftlichen Studienbereichen eine Rolle gespielt. Aufbauend auf ihren früheren Arbeiten zur Verwendung von Tensiden in der Medizin untersucht das Team Anwendungen, die so vielfältig sindals Bierschaumqualität, Öl-Wasser-Trennung und unerwünschte Blasen in Arzneimittelformulierungen .
"Wenn Sie die Verbreitung von Tensidschäumen in Lebensmitteln und in persönlichen Produkten schätzen, erkennen Sie, dass die Lebensdauer dieser Systeme verstanden werden muss", sagte Fuller.
Dieses Video wurde mit dem Milton Van Dyke Award der American Physical Society ausgezeichnet und zeigt die Schönheit immobilisierter Wellen auf der Oberfläche einer Blase :
Lesen Sie das Forschungspapier des Teams hier .
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Via : Stanford
Geschrieben von Jody Binns