科学家发现完美泡泡背后的秘密 居然还有配方(组图)
话说，许多小伙伴可能都见过街头艺人吹出巨大泡泡的表演，
其实在平时也有不少小朋友爱玩吹泡泡的游戏，撒娇让父母给买一个吹泡泡的小机器，
有的稍微大点儿的甚至能吹出整个巨大泡泡，在阳光底下还色彩斑斓，
有个问题——你是否有想过，为啥能吹出这么大的泡泡呢？
这不，一位来自美国埃默里大学的物理学教授Justin Burton就因为这一问题研究了一番，还有了不少新发现...
就像当初牛顿被树上掉下来的苹果砸到脑袋后，对此产生疑惑而又像受到了启发般才发现了如今家喻户晓的万有引力定律一样，
Justin也有着类似的经历，不过牛顿是靠“砸”，他靠的是看——
曾在几年前，Justin到西班牙巴塞罗那参加了一场学术会议，
会议结束后，在住处附近闲逛的他碰巧看到了当地一位街头艺人正在使用肥皂液和粗棉线表演巨大泡泡，
在后来回忆起那一幕时，他表示自己不禁为此驻足观看了许久：
“这些泡泡的直径差不多跟呼啦圈一样大，甚至还能变得比汽车还要长！
它们很漂亮，表面的颜色能从红色变为绿色再到蓝色，真的是太神奇了...”
当然，从事了多年物理研究的Justin很清楚这种彩虹效应是因为薄膜的厚度与光的波长相当或者只有几微米的极小差距，
不过在惊叹泡泡表面颜色变换的炫目之余，他的脑海中还浮现出了这么一个疑问：
“这种显微薄膜如何在这么长的距离内保持着完整性而不会破裂呢？”
其实，流体动力学一直都是Justin所在的实验室的研究重点方向之一：
“流体动力学的过程在视觉上是极其美丽的，它们遍及我们星球上的所有位置！
从液滴和气泡的形成及破裂，到飞机的空气动力学，再到世界海洋的深海倾覆，无一不体现了它的神奇之处...”
因此他很快便开始着手对此进行研究，还发现了一个名为Soap Bubble Wiki的巨大泡泡分享百科网页，
除了平常的水和洗碗液之外，Soap Bubble Wiki中提供的配方里通常还包含着一种聚合物——
也就是一种由重复分子的长链组成的物质，其中最常见的聚合物当属天然瓜尔胶（某种食物添加剂粉末）或者工业聚乙二醇（某种药物润滑剂），
在这一建议下，Justin邀请了同校的两名应届毕业生一起在实验室里进行了实验：
“我们基本上就是在制造泡泡和弹出泡泡，然后记录该过程中的速度与动态数据，
因为在流体最剧烈的时刻，往往能告诉你很多关于基本物理原理的信息！”
既然是要检验，那方方面面的数据和影响都要顾及到，因此肥皂膜吸收红外光这一点也能应用起来——
他们通过照亮肥皂泡来测量膜的厚度，还测量了肥皂泡配方中使用不同聚合物的分子量，
然后再让重力将各种肥皂膜的液滴从喷嘴中拉出，以便测量所产生的液体线在断裂之前可以在喷嘴和液滴之间伸展多长时间...
最终的研究结果表明——聚合物正是制造巨大泡泡中最关键的成分！
其中的原理就是聚合物的长纤维束能够使气泡顺畅地流动并进一步拉伸，却又很难破裂。
对此，Justin还解释道：“聚合物股线纠缠在一起，就像变成了一个毛线球，形成了更长却又难以断裂的股线。
在正确的组合配方中，聚合物可以使肥皂达到既粘又有弹性的‘最佳点’，但又不会拉伸过长而导致撕裂！”
不可否认的是，这项研究工作目前表面上确实只是证实了许多“巨大泡泡”专家已经弄清楚了的东西——
那就是一个好的巨型肥皂泡配方里，应该包括一种聚合物...
但Justin也说了：“我们是通过物理学来解释为什么以及如何使聚合物能够将流体膜拉伸至100平方米而不会破裂！”
除此之外，他们还在实验中偶然发现了改变聚合物的大小有助于增强肥皂膜...
Justin在实验室里的这一发现，在不久后还登上了美国著名学术性周刊《Physical Review Fluids》上——
其中的研发结果呢，主要就包括了巨大泡泡的最佳制造配方以及方法：
1公升水，50毫升的Dawn Professional洗涤剂，2-3克瓜尔粉，50毫升外用酒精以及2克发酵粉，
然后就是先将瓜尔粉与酒精混合，搅拌直至没有团块形成酒精瓜尔胶浆，
再将其与水进行混合，轻轻搅拌10分钟，静置使两者融合，直至变稠到类似于未凝固的凝胶状，
最后再加入发酵粉搅拌，加入洗涤剂轻轻搅拌以免混合物起泡，
就可以将带有纤维绳的巨型泡泡棒完全浸入混合物中，慢慢拉出后缓缓挥动或吹动就能得到一个巨大的肥皂泡啦！
物理学家花了整整一年时间就研究出个完美的巨大泡泡配方？这不是闲着没事儿干吗？
话可不能这么说，虽然这只是从一个普通得不能再普通的小玩意儿中受到启发而得出的研究结果，
但可千万别以为这个研究就只能在这一单一用途上发挥作用，正如Justin所说：
“不同尺寸的聚合物比单一尺寸的聚合物更加缠结，从而增强了薄膜的弹性，这的确只是一个基本的物理学发现。
但如果在这个基础上继续去深入研究了解流体和薄膜如何对压力作出反应的话，可能会以此研发出一系列的应用！
就像《Physical Review Fluids》杂志中所说，这些发现可能会改善许多工艺流程——
例如将来能够使油通过工业管道流动，以及清除溪流中和河流中的污染泡沫！
这可不是闹着玩儿的，如若成功的话将又为节能和环保方面作出一大贡献！
在报道底下，网友们也是对这一发现非常兴奋和肯定：
“薄膜物理在各个领域都有应用！
我们对半导体、光学和惊人的气泡中都使用相同的模型！”
“这就是科学的魅力所在。我也要在家里试试~”
“最后这个应用问题才是真正的重要所在！”
对于咱们普通人来说，泡泡就是泡泡，
对于物理学家来说，泡泡就是流体、聚合物以及如何才能使肥皂膜变得更加牢固！
果然是生活中处处都充满了科学啊...
阅读原文
