Ключевую роль в дренаже пены играет не осмотическое давление, а способность пузырьков к перестройке. Объясняем новую физическую модель, разработанную учеными для точного предсказания момента начала стекания жидкости.
Ученые из Токийского столичного университета объяснили, почему жидкость начинает вытекать из пены при гораздо меньшей высоте, чем предсказывали классические физические модели. Оказалось, что ключевую роль играет не только движение жидкости по каналам между пузырьками, но и давление, необходимое для их перестройки. Это открытие меняет подход к изучению мягких материалов и может привести к созданию более эффективных пен, пишет ScienceDaily.
Ранее считалось, что дренаж пены определяется «пределом поглощения», который зависит от осмотического давления — энергии, связанной с изменением площади контакта между жидкостью и газом. Согласно традиционным расчетам, пена должна достигать высоты около метра, прежде чем жидкость начнет стекать. Однако на практике даже пена высотой в несколько десятков сантиметров легко протекает. Этот разрыв между теорией и экспериментом долгое время оставался загадкой для ученых.
Команда под руководством профессора Рей Куриты провела серию экспериментов с пенами, созданными с использованием разных поверхностно-активных веществ. Ученые помещали пену между прозрачными пластинами и наблюдали за движением жидкости. Выяснилось, что высота, при которой начинается дренаж, обратно пропорциональна содержанию жидкости в пене и не зависит от типа вещества или размера пузырьков.
Источник: hi-tech.mail.ru