En såpeboble er en tynn film av vann som holdes av en film av såpemolekyler , som danner en kule , hvis overflate glitrer. Denne boblen, fylt med luft, forblir stabil i noen øyeblikk, der den er i stand til å flyte i atmosfæren, men den er følsom for kontakt med faste legemer.
En liten gutt som blåser såpebobler i en algerisk eng
Såpeboblene , av Édouard Manet (1867)
Frossen såpeboble.
Såpende molekyler består av et lag med amfifile fosfolipider . Ettersom vann er et polært molekyl, har det en elektrostatisk interaksjon med såpens hydrofile molekyler , det vil si det karboksylatiske "hodet" , mens "halen", dannet av alkyl- eller hydrokarbonradikalene, har en egenskap. Hydrofob , favoriserer kontakt med luft.
Denne strukturen ligner den på biomembraner, bortsett fra at i såpebobler er vannet inne i membranen og ikke utenfor.
Såpebobler løser fysisk komplekse matematiske romlige problemer , siden de danner det minste området mellom punkter og kanter når de er balanserte.
Oppnå såpeboble, enkle spill barnslig dokumentert av maling fra XVIII th århundre, har blitt en ekte sport, med konkurranser og turneringer.
På grunn av overflatespenningen , såpevann filmer har en viss elastisitet og en viss energi har til å bli brukt for å strekke dem, som man gjør uten å realisere ved fremstilling av en boble. Av såpe . Dette fenomenet kan til en viss grad sammenlignes med oppblåsingen av en ballong, bortsett fra at filmen av såpevann består av væske og energien som er involvert i å produsere en boble er mye mindre. Faktum er fortsatt at trykket til gassen i en boble er litt større enn det i den omgivende atmosfæren.
Jo større arealet av en flytende film er, desto høyere er potensiell energi . Imidlertid når ethvert materiellsystem en stabil likevekt når dets potensielle energi er minimal. En såpeboble har derfor en tendens til å ta formen som gjør det mulig å omslutte et gitt volum luft i et minimum overflateareal (minimeringsprinsipp); alle har kunnet se at det er en sfære , men å observere er ikke å demonstrere, og matematikere , Arkimedes i tankene, har lenge knekt tennene der. Det var først i 1882 at den tyske matematikeren Hermann Amandus Schwarz beviste at sfæren faktisk er den som har minimumsarealet (se artikkelen Isoperimetry ) blant alle overflatene som omslutter et gitt volum .
Vi kan generalisere dette problemet: gitt to volumer Va og Vb, hva er den minste overflaten som sannsynligvis vil inneholde dem? Observasjonen antyder at det er en dobbel boble, begrenset av to deler av en kule, med en "skive" av separasjon, konveks eller ikke. Dette ble imidlertid bare bevist i 1995 , og igjen når det gjelder to like store volumer.
Mange veldig vanskelige matematiske problemer har imidlertid ekstremt enkle uttalelser.
Problemet er spesielt komplisert når det gjelder skum dannet av et veldig stort antall bobler plassert side om side. Den belgiske fysikeren Joseph Plateau , i andre halvdel av XIX - tallet, fortalte fire enkle lover hentet fra observasjonsboblen, aldri benektet, og som bærer navnet hans:
For å gå fra utsiden til innsiden av en såpeboble, må vi krysse to mellomstore overflater. I kraft av Laplaces lov trekker vi ut trykket inne i en såpeboble. Den er gitt av formelen:
P int er trykket inne i boblen,
P utvid trykket utenfor boblen,
den overflatespenning ,
R radien til såpeboblen.
Når vi ser en såpeboble i fullt dagslys, kan vi se irise minner om fargene i regnbuen . Likevel har fenomenet en helt annen opprinnelse. Dette iridescensfenomenet skyldes interferens mellom strålene som reflekterer på den ytre overflaten av boblen og strålene som reflekterer på den indre overflaten av boblen.
En aldrende såpeboble mister vannet i filmen, vi ser da svarte regioner dukke opp. Når dette vannet har forsvunnet helt, blir det helt svart: det er en " Newton- film ", filmen reflekterer ikke lenger lyset.
Små kommersielle rør med en sirkel festet til proppen, som dyppes og tempereres i det opprinnelige flytende produktet, gir vanligvis ærlige bobler med en diameter på ca. 5 cm . Disse små rørene kalles "bullotins" i visse regioner i Frankrike. Andre, bedre, produserer mye større bobler, opp til 15 eller 20 cm eller mer. Når produktet er brukt opp, prøver vi ofte å erstatte det med såpevann eller oppvaskmiddel, og det fungerer mye mindre bra .
Av morsomme og festlige grunner er det utviklet noen få modeller av små maskiner som genererer bobler kontinuerlig. Spesialistene er mer eller mindre enige om væskesammensetningen . Det er mange oppskrifter som sirkulerer på Internett: de fleste av dem anbefaler bruk av glyserin for å tykne blandingen og sikre stabiliteten til store bobler.
For å oppnå 100 ml, bland i rekkefølge:
La deretter stå i noen timer, uten å dekke til, slik at alkoholen i vaskemidlet fordamper.
Her er en generell oppskrift for å lage gigantiske såpebobler:
Men glyserin er et dyrt produkt, som er et interessant alternativ stivelse av maisinnhold , for eksempel i " bakingen ". Det var David Stein, produsent av gigantiske bobler, som populariserte den. Denne oppskriften har fordelen av å være billig. I dette tilfellet tilsett 1 ss " bakepulver " til 1 del oppvaskmiddel. Nylig har "bubblers" (neologisme brukt i sporten) ytterligere forenklet og redusert kostnadene, det samme resultatet ved å bruke stivelse av mais og rent uten tilsetningsstoffer, for eksempel enkelt " cornflour " som selges til kulinariske tilberedninger.
En annen spesielt viktig ingrediens er oppvaskmiddel . Klimatiske forhold er også avgjørende for boblenes stabilitet. Jo mer fuktig luften er, jo større blir boblene og har lang levetid. Dette er grunnen til at de beste tidene for å "slappe av" er ved daggry og om natten, når fuktigheten er høyest. Å være i nærheten av en elv, en dam eller en skog fremmer fuktighet .
Mesterne klarer å produsere bobler på en meter og mer. Du må vite hvordan du skal håndtere snor og spisepinner, ikke nøl med å trene og bruke et stort antall liter "saus" før du ønsker å skinne offentlig.
For Science, mars 2002, s. 49.