Mikä on kuplajen takana oleva tiede?

Kuplat ovat kauniita, hauskoja ja kiehtovia, mutta tiedätkö mitä ne ovat ja miten ne toimivat? Katso tiede kuplien takana.

Kupla on ohut kalvo saippuavettä. Suurin osa kuplia että näet olevan täynnä ilmaa, mutta voit tehdä kuplan käyttämällä muita kaasuja, kuten hiilidioksidia. Kuplaa tekevässä kalvossa on kolme kerrosta. Ohut vesikerros kerrostetaan kahden saippuamolekyylikerroksen väliin. Jokainen saippuamolekyyli on suunnattu siten, että sen polaarinen (hydrofiilinen) pää on veden suuntaan, kun taas sen hydrofobinen hiilivetypää on ulkona vesikerroksesta. Riippumatta siitä, mikä kupla on alun perin, siitä yritetään tulla pallo. Pallo on muoto, joka minimoi rakenteen pinta-alan, mikä tekee siitä muodon, joka vaatii vähiten energiaa saavuttamiseksi.

Kun kuplat pinottuvat, pysyvätkö ne palloina? Ei. Kun kaksi kuplia kohtaavat, ne sulautuvat seiniin pinta-alansa minimoimiseksi. Jos samankokoiset kuplat kohtaavat, niitä erottava seinä on tasainen. Jos erikokoiset kuplat kohtaavat, pienempi kupla kohoaa suureen kuplaan. Kuplat kokoontuvat muodostaen seinät 120 asteen kulmassa. Jos tarpeeksi kuplia kohtaa, solut muodostavat kuusikulmioita. Voit nähdä tarkkailevan tätä rakennetta

Vaikka saippuakuplat on perinteisesti valmistettu (arvasit sen) saippualta, suurin osa kuplaliuoksista koostuu vedessä olevasta pesuaineesta. Glyseriiniä lisätään usein ainesosana. Puhdistusaineet muodostavat kuplia samalla tavalla kuin saippua, mutta pesuaineet muodostavat kuplia jopa vesijohtovedessä, joka sisältää ioneja, jotka voivat estää saippuakuplien muodostumisen. Saippua sisältää karboksylaattiryhmän, joka reagoi kalsium- ja magnesiumionien kanssa, kun taas pesuaineista puuttuu tämä funktionaalinen ryhmä. Glyseriini, C₃H₅(VAI NIIN)₃, pidentää kuplan käyttöikää muodostamalla heikompaa vety sidokset hidastaen sen haihtumista.