Advertisement
Home เทคโนโลยีและวิทยาศาสตร์ นักฟิสิกส์ทุบสถิติ รักษาฟองสบู่ให้เหมือนเดิมนาน 465 วัน

นักฟิสิกส์ทุบสถิติ รักษาฟองสบู่ให้เหมือนเดิมนาน 465 วัน

เมื่อคุณนึกถึงคำว่า "ชั่วคราว" หลายคนจะนึกภาพฟองสบู่ขึ้นมา ด้วยความละเอียดอ่อน งดงาม และหายไปในเวลาไม่นาน แต่ตอนนี้ทีมนักฟิสิกส์ที่นำโดย Aymeric Roux จากมหาวิทยาลัย Lille ในฝรั่งเศสได้ท้าทายความคิดโบราณนี้ พวกเขาทำให้เกิดฟองสบู่ที่คงรูปร่างไว้ได้นานถึง 465 วัน

แม้ฟองที่พวกเขาทำจะไม่สวยเท่าฟองสบู่ที่ส่องแสง แต่การสร้างสรรค์ของทีมโดยใช้กลีเซอรีน (หรือที่รู้จักในชื่อกลีเซอรอล) สามารถช่วยนักวิทยาศาสตร์พัฒนาวัสดุใหม่ เช่น โฟมและฟิล์ม “เราแสดงให้เห็นว่าการปิดเปลือกน้ำฟองสบู่ด้วยอนุภาคขนาดเล็ก ช่วยยับยั้งการระบายน้ำที่เกิดจากแรงโน้มถ่วง และการเพิ่มกลีเซอรอลต่อไปจะนำไปสู่สภาวะที่เสถียร ซึ่งการระเหยของน้ำจะถูกถ่วงดุลด้วยการดูดความชื้นของกลีเซอรอล ซึ่งดูดซับโมเลกุลของน้ำที่มีอยู่ในอากาศแวดล้อม”

“ผลที่ได้คือฟองอากาศที่สามารถรักษาความสมบูรณ์ของพวกมันในบรรยากาศมาตรฐานได้นานกว่าหนึ่งปี โดยไม่มีวิวัฒนาการอย่างมีนัยสำคัญของรัศมี”

โดยทั่วไป มีสามสิ่งที่มีส่วนทำให้อายุขัยของฟองสบู่สั้นลงในสภาพแวดล้อม หนึ่งคือแรงโน้มถ่วงสามารถระบายวัสดุออกจากเมมเบรนฟอง สองคือการระเหยสามารถลดปริมาณของเหลวที่มีอยู่ และสามคือการมีอยู่ของนิวเคลียสเล็กๆ ในอากาศสามารถทำให้มันไม่เสถียร

เพื่อดูว่าพวกเขาสามารถยืดอายุของฟองสบู่ได้หรือไม่ ทีมงานจึงหันมาใช้สิ่งประดิษฐ์ล่าสุดที่เรียกว่า “Gas marbles” สิ่งเหล่านี้คือฟองแก๊สที่เปลือกทำจากของเหลวและอนุภาคเปียกบางส่วน ล้อมรอบด้วยก๊าซโดยรอบ อนุภาคซึ่งมักจะเป็นพอลิเมอร์หรือพลาสติกชนิดหนึ่ง ช่วยให้ Gas marbles สามารถรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างได้แม้จะถูกสัมผัส

Roux และเพื่อนร่วมงานต้องการดูว่าพวกเขาสามารถทำ Gas marbles ให้คงสภาพอยู่ได้นานหรือไม่ ดังนั้นพวกเขาจึงทดลองกับฟองสบู่ประเภทต่างๆ ฟองสบู่ถูกรวมไว้เป็นจุดเปรียบเทียบ และทีมงานยังได้สร้าง Gas marbles ของอนุภาคไนลอนและน้ำ และอนุภาคไนลอน รวมทั้งน้ำและกลีเซอรอลผสมกัน

ฟองสบู่ตามธรรมชาติอยู่ได้ไม่นาน อย่างมากไม่เกินหนึ่งนาที แต่ฟองที่ที่ใช้น้ำมีอาการดีขึ้น โดยสามารถอยู่รอดได้เป็นระยะเวลาระหว่าง 6 ถึง 60 นาที ในทางกลับกัน กลีเซอรอล-น้ำผสม Gas marbles สามารถดำรงอยู่ได้นานอย่างน่าทึ่ง มันยาวนานกว่า 101 วัน และโดยยาวนานที่สุดถึง 465 วัน เป็นผลมาจากการเพิ่มกลีเซอรอล สารนี้เป็นวัสดุดูดความชื้น กล่าวคือ ดูดซับความชื้นจากสภาพแวดล้อมหรือบรรยากาศโดยรอบได้อย่างง่ายดาย

อนุภาคไนลอนป้องกันไม่ให้เมมเบรนฟองสบู่ไหลออกตามแรงโน้มถ่วง กลีเซอรอลดูดซับความชื้นจากบรรยากาศเติมเต็มสิ่งที่ระเหยออกไป เมื่อปรากฏการณ์ทั้งสองนี้ถูกทำให้เป็นกลาง ฟองสบู่ก็จะไม่ถูกแตกโดยนิวเคลียสของก๊าซที่เตะไปมาในอากาศ นี่คือสิ่งที่ช่วยให้ฟองสบู่สามารถรักษาโครงสร้างของมันไว้ได้เป็นเวลานาน

นักวิจัยเขียนว่า “เราได้แสดงให้เห็นแล้วว่าฟองที่รักษาความสมบูรณ์ของฟองอากาศไว้ได้นานกว่าหนึ่งปี สามารถผลิตด้วยวิธีง่ายๆ โดยการแทนที่สารลดแรงตึงผิวด้วยอนุภาคและน้ำที่เปียกบางส่วนด้วยส่วนผสมของน้ำและกลีเซอรอล”

ทีมงานยังได้สร้างแบบจำลองโดยละเอียดของคุณสมบัติของวัสดุ และใช้แบบจำลองนั้นเพื่อสร้างโครงสร้างอื่นๆ เช่น โครงสร้างแบบปิรามิดที่ทอดยาวเหนือโครงโลหะ โดยการจุ่มลงในวัสดุแล้วค่อยๆ ยกออก ปิรามิดอย่างน้อยหนึ่งชิ้นที่ทีมสร้างขึ้นสามารถอยู่รอดได้ 378 วันในขณะที่เขียนบทความ

นักวิจัยตั้งข้อสังเกต ความสำเร็จที่น่าทึ่งเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าวัตถุประเภทใหม่ทั้งหมดสามารถสร้างขึ้นได้จากส่วนผสมของวัสดุนี้ ด้วยคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่เรายังไม่ได้ค้นพบ อาจเป็นกุญแจสำคัญสำหรับโครงสร้างทางวิศวกรรม

อ่านเรื่องอื่น

Exit mobile version