Ученые выяснили, как пена теряет жидкость
Вы

Изменения в структуре пены до (верхний ряд) и во время (нижний ряд) стекания жидкости. Слева — исходное состояние, в центре — после начала стекания, справа — реконструкция для сравнения. Когда жидкость начинает стекать, пузырьки перестраиваются. Источник: Tokyo Metropolitan University
Раньше считалось, что жидкость вытекает из пены, просто просачиваясь через лабиринт пузырьков. Расчеты предсказывали, что для этого нужен слой пены метровой высоты. Но на практике жидкость начинала капать уже при 10-20 сантиметрах. Оказалось, все гораздо интереснее.
Результаты опубликованы в издании Journal of Colloid and Interface Science.
Команда профессора Рей Куриты экспериментировала с разными пенами — меняли размер пузырьков, состав, но закономерность была одна: чем меньше жидкости в пене, тем быстрее она стекает. Камеры зафиксили ключевую деталь — жидкость не просто течет, а заставляет пузырьки перестраиваться. Главным фактором оказалось не поверхностное натяжение, а давление, необходимое для сдвига пузырьков.
Это меняет представление о пенах. Раньше их рассматривали как статичную сеть, через которую просачивается жидкость. Теперь ясно: пена — динамичная система, где границы между пузырьками могут смещаться.
Польза исследования
- Промышленность — можно создавать пены, которые дольше удерживают жидкость (например, для чистящих средств) или, наоборот, быстрее ее отдают (в фармацевтике).
- Пищевая индустрия — улучшение стабильности взбитых продуктов.
- Наука о материалах — понимание динамики мягких сред поможет в разработке новых материалов, например, самовосстанавливающихся гелей.
Отметим, что исследование проводилось на простых пенах в лабораторных условиях. В реальности пены часто содержат примеси, неоднородны по структуре или подвержены внешним воздействиям (температура, вибрация). Нужны дополнительные эксперименты.
Ранее ученые описали физику распределения пены по поверхности.