Fysik duo tilbyder forklaring på, hvorfor små bobler holder længere på en overflade

I hverdagsobservationernes verden har vi måske bemærket, hvordan bobler dannes og forsvinder på overfladen af ​​en væske. Mens større bobler har en tendens til at briste ret nemt, kan mindre bobler vare ved i overraskende lang tid. Hvorfor sker dette? Fysikere fra Queen Mary University of London har nu fremlagt en omfattende forklaring på dette fænomen og kaster lys over de underliggende mekanismer, der styrer dynamikken i små bobler.

I et papir offentliggjort i tidsskriftet "Nature Physics" udvikler Dr. Saverio E. Spagnolie og professor Alban Sauret en teoretisk ramme, der fanger opførsel af små bobler på væskeoverflader. Deres arbejde afslører samspillet mellem flere faktorer, der bestemmer, hvordan disse små bobler interagerer med deres omgivelser og i sidste ende modstår at sprænge.

Nøglen til deres analyse er erkendelsen af, at små boblers dynamik adskiller sig væsentligt fra dynamikken i større bobler. I modsætning til større bobler, som er domineret af opdriftskræfter, er små boblers adfærd styret af overfladespænding, der fungerer som en slags elastisk membran, der holder boblen sammen. Denne forskel tilskrives den høje krumning af små bobler, hvilket øger indflydelsen af ​​overfladespænding.

Fysikerne opdagede, at den stabiliserende effekt af overfladespænding er særligt udtalt for bobler, der er ekstremt små, med diametre under 100 mikrometer. For disse små bobler forstærkes kræfterne på grund af overfladespænding, hvilket gør dem i stand til at modstå de forstyrrende virkninger af forstyrrelser eller bevægelser på væskeoverfladen.

En anden afgørende faktor, der bidrager til vedvarende små bobler, er deres evne til at deformere og flade ud, når de støder på forhindringer. Denne fleksibilitet forhindrer dem i at sidde fast eller gå i stykker, som større bobler ofte gør. Forskerne sammenligner denne adfærd med sæbeboblernes evne til at deformeres, når de rører en overflade, så de kan spredes og fortsætte i stedet for at briste.

Resultaterne fra denne undersøgelse uddyber vores forståelse af egenskaberne ved små bobler og har potentielle implikationer inden for områder lige fra mikrofluidik, hvor præcis kontrol af bobler er vigtig, til udviklingen af ​​nye materialer og lægemiddelleveringssystemer, der anvender små bobler.

Ved at belyse årsagerne bag den forbedrede stabilitet af små bobler giver Spagnolie og Saurets arbejde indsigt, der kan åbne nye veje for forskning og anvendelser, der involverer mikron-størrelser bobler og deres unikke egenskaber.