Wenn Sie an das Wort „ephemer“ denken, wird vielen Menschen sofort das Bild einer Seifenblase in den Sinn kommen: zart, wunderschön und im Handumdrehen (oder vielleicht ein paar Mal) verschwunden.
Jetzt hat ein Team von Physikern unter der Leitung von Aymeric Roux von der Universität Lille in Frankreich diesem Klischee getrotzt und eine Blase geschaffen, die ihre Form für einen Rekord von 465 Tagen beibehalten hat.
Auch wenn es vielleicht nicht so hübsch ist wie das schimmernde, wechselnde Schillern von Seifenblasen, könnte die Kreation des Teams, die mit Hilfe von Glycerin (auch bekannt als Glycerin) hergestellt wird, Wissenschaftlern helfen, neue Materialien wie Schäume und Filme zu entwickeln.
„Wir zeigen, dass das Bedecken einer Blasenwasserhülle mit Mikropartikeln die schwerkraftinduzierte Entwässerung hemmt und dass eine weitere Zugabe von Glycerin zu einem stabilen Zustand führt, in dem die Verdunstung von Wasser durch die Hygroskopizität von Glycerin ausgeglichen wird, das in der Umgebungsluft enthaltene Wassermoleküle absorbiert.“ sie schreiben in ihre zeitung.
“Dies führt zu Blasen, die ihre Integrität in einer Standardatmosphäre für mehr als ein Jahr behalten können, ohne dass sich ihr Radius signifikant verändert.”
Im Allgemeinen gibt es drei Dinge, die zur kurzen Lebensdauer einer Blase in einer atmosphärischen Umgebung beitragen. Die Schwerkraft kann Material aus der Blasenmembran abfließen lassen; Verdunstung kann die vorhandene Flüssigkeitsmenge verringern; und die bloße Anwesenheit winziger Kerne in der Luft kann das Ganze destabilisieren.
Um zu sehen, ob sie die Lebensdauer der Blase verlängern könnten, wandte sich das Team einer neuen Erfindung namens „Gasmurmeln“ zu. Das sind Gasbläschen, deren Hüllen aus flüssigen und teilweise benetzenden Partikeln bestehen, die von Umgebungsgas umgeben sind.
Die Partikel, normalerweise eine Art Polymer oder Kunststoff, sorgen dafür, dass die Murmeln auch bei Berührung ihre strukturelle Integrität bewahren.
Roux und Kollegen wollten sehen, ob sie dafür sorgen könnten, dass eine Gaskugel über einen langen Zeitraum intakt bleibt, also experimentierten sie mit verschiedenen Arten von Blasen. Seifenblasen wurden als Vergleichspunkt einbezogen, und das Team konstruierte auch Gasmurmeln aus Nylonpartikeln und Wasser sowie Nylonpartikel und einer Mischung aus Wasser und Glycerin.
Die Seifenblasen hielten natürlich überhaupt nicht lange – nicht länger als eine Minute. Die wasserbasierten Gasmurmeln schnitten besser ab und überlebten für Dauern zwischen 6 und 60 Minuten.
Die Glycerin-Wasser-Murmeln hingegen überlebten eine spektakulär lange Zeit, länger als 101 Tage, wobei die längste satte 465 Tage dauerte.
Dies, so das Team, ist das Ergebnis der Zugabe von Glycerin. Diese Substanz ist ein hygroskopisches Material – das heißt, sie nimmt leicht und leicht Feuchtigkeit aus ihrer Umgebung oder der Atmosphäre auf.
Die Nylonpartikel verhindern, dass die Blasenmembran durch die Schwerkraft abfließt; das Glycerin, das Feuchtigkeit aus der Atmosphäre aufnimmt, ergänzt das, was verdunstet. Wenn diese beiden Phänomene neutralisiert werden, wird die Blase auch unempfindlich gegen das Platzen dieser lästigen Gaskerne, die in der Luft herumwirbeln.
Dies ermöglichte es der Blase, ihre Struktur über so lange Zeiträume aufrechtzuerhalten.
„Wir haben gezeigt, dass Luftblasen, die länger als ein Jahr ihre Integrität behalten, auf einfache Weise hergestellt werden können, indem Tenside durch teilweise benetzende Partikel und Wasser durch eine Wasser/Glycerin-Mischung ersetzt werden“, schreiben die Forscher.
Das Team erstellte auch ein detailliertes Modell der Materialeigenschaften und verwendete dieses Modell, um andere Strukturen zu erstellen, z. B. eine Pyramide, die über einen Metallrahmen gespannt wurde, indem es in das Material getaucht und langsam herausgehoben wurde. Mindestens eine der Pyramiden, die das Team erstellte, überlebte 378 Tage, als sie die Arbeit schrieben.
Diese bemerkenswerten Errungenschaften legen nahe, dass aus diesem Materialmix eine ganz neue Klasse von Objekten geschaffen werden könnte, stellen die Forscher fest – mit physikalischen und chemischen Eigenschaften, die wir noch entdecken müssen.
Die Forschung wurde in veröffentlicht Flüssigkeiten zur körperlichen Überprüfung.