Chronique d’une mort annoncée: les bulles de savon éclatent au bout de quelques secondes. Alcuni artisti, cependant, réussissent à prolonger la vie de l’œuvre éphémère de quelques minutes. Si le phénomène physique fait rêver les poètes comme les enfants, il intrigue les scientifiques depuis fort, fort lointain. Comment cette structure sphérique se maintient-elle ? Pour quelles raisons éclate-t-elle ? Les physiciens se sont penchés sur le berceau de cette beauté évanescente. Trois mauvaises fées lui ont jeté un sort mortel. Dopo aver prolungato la tua vita, alcuni scienziati sono stati fabbricati in un corsetto-armatura su misura per il taglio del corpo e la conservazione della gioiosa forma arrondile. Mais aucun n’avait encore réussi à lutter contre le phénomène d’evaporation… jusqu’à aujourd’hui ! Des scientifico dell’Istituto di elettronica, di microelettronica e di nanotecnologia (IEMN) dell’Università di Lille viennesi nel trovare gli ingredienti del cambio della bolla eterna, il glicerolo.
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Une recette pour « buller » indéfiniment
1- Prenez une boite de Petri.
2- Remplissez-la avec un mélange d’eau et de glycérol.
3- Saupoudrez toute la superficie de fines microparticules de plastica partiellement mouillant (ghiaccio bianco).
4- À l’aide d’une seringue, injectez dans l’eau quelques millilitri d’aria. Une bulle d’air comincia a dessiner une bosse sur la fine pellicule blanche. Cette dernière emergere et riposare sulla superficie.
5- Avec una spatola, roulez-la délicatement sur la superficie pailletée afin d’enrober toute sa surface de particules.
Et voilà, vous avez obtenu une bulle d’air à la lilloise, quasi immortelle, même si elle ressemble davantage à une boule coco asiatico qu’à un modello in fisico. La bulle, déposée sur un support en téflon, a ensuite fait l’objet d’un suivi régulier de sa masse et de sa form au fil du temps.
Bulle : un fragile equilibrio
Pour quelles raisons une bulle éclate-t-elle ? La première et la plus évidente est liée à la fragilité de sa paroi. Une bulle d’air est en effet un semplice couche d’eau Prize en sandwich tra due couches d’air. Un simple grain de poussière peut avoir raison de l’intégrité de sa paroi.
La deuxième cause de mortalité d’une bulle est la gravité. Cette force provoque un « écoulement » des molécules d’eau de la paroi vers le bas. En haut de la bulle, elle tend à s’amincir, ce qui la rend encore plus fragile. En dessous de quelques nanomètres d’épaisseur, celle-ci se rompt.
Des chercheurs ont donc tenté de renforcer la paroi, tout d’abord avec des tensioattivi qui abaissent la tensione di superficie. Le plus connu est le liquide vaisselle. Ce dernier allonge la durée de vie, mais ne les protège pas pour autant des agressions physiques. La versione « coque » en plastica reporte plus de succès. Ce «bouclier» de microparticules è un modello ibrido, semiliquido, semisolido. Des ponts d’eaux se forment en effet entre chaque microparticule, un peu comme le sable mouillé permet de maintenir l’ensemble de la structure du château de sable. Une fois sec ce dernier s’affaisse. Ces particules, d’une centaine de micromètres, ne sont pas faites de n’importe quelle matière. Questo è l’effetto di “partiellement mouillant” pour pouvoir créer des liaisons avec les molécules d’eau et obtenir cet effet “ciment”.
Pourquoi une bulle est-elle sphérique ?
La bulle est une fine « couche » d’eau au milieu d’une couche d’air. Oppure, dans un liquide, les molécules d’eau se touchent. Elles créent des liaisons entre elles. Dans l’air, en revanche, les molécules de gaz sont très éloignées et ne se lient pas. L’air rompt donc une partie des liaisons des molécules d’eau qui sont en interface avec l’air. Cela cree un déséquilibre qui coûte de l’energie. Oppure, la nature cherche à minimiser l’énergie de surface. Et la form qui génère le moins d’énergie de surface (tension de surface pour un liquide) à volume constant est la sphère. C’est la raison pour laquelle les tensioattivi stabilisent les bulles en abaissant cette fameuse tension de surface.
Du glycérol pour lutter contro l’evaporazione
La troisième cause d’éclatement des bulles est l’evaporazione. Elle diminue progressivement et inéluctablement l’épaisseur de la paroi jusqu’à ce que mort s’ensuive. « Nous avons cherché une molecule capace di assorbire l’umidità dell’atmosfera per compensare la perte d’eau. Le glycérol nous paraissait un bon candidat. En effet, avec ses 3 groupements hydroxyles, il possède une forte capacité hygroscopique. L’abbigliamento l’eau. Nous avons constaté que la massa delle bolle èvoluait en fonction de l’umidité ambiante. Le glycérol rafforzano il bis e la paroi de la bulle per la viscosa e il limite dell’evaporazione. La bulle devient quasi immortelle », explique Michaël Baudoin, professeur à l’Université de Lille et chercheur à l’IEMN. Juste avant qu’elle éclate, l’équipe a remarqué qu’elle avait changé de couleur. Un microrganismo se serait-il régalé du glycérol ? Aurait-il cambiamento della composizione du liquide et créé un déséquilibre ? Une autopsie de la championne en title est planifiée. Avis aux biologistes fan de bulles.
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De la fisica ludique
Ces bulles donneraient très probablement des mousses liquides ultras stables. Une application qui pourrait intéresser les militaires pour ses capacités à absorber les ondes de choc, o peut-être l’aérospatial dans le but de réduire le niveau de vibrator des lanceurs. Mais pour Michaël, « C’est avant tout de la recherche fondamentale. Cette expérience nous permet de compendre la physique. Einstein ne savait pas que la relativité jouerait un ruolo essenziale nella funzione del GPS! ». Le chercheur compte bien continuer à s’amuser avec la fisica del bulle, notamment pour comprendre pourquoi la surpression dans la bulle (pressione di Laplace) baisse progressivement au cours du temps. L’inchiesta continua…
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