Антипузырь
Антипузырь — жидкая капля, окруженная тонкой газовой плёнкой, в отличие от газового пузыря, представляющего собой газовую сферу, окруженную жидкостью[1]. Антипузыри формируются, когда капли жидкости или турбулентный поток попадают в такую же или другую жидкость. Они могут либо скользить вдоль поверхности жидкости (например, воды, тогда их называют водными глобулами), или они могут быть полностью погружены в жидкость.
Различие между воздушными пузырями и антипузырями[править | править код]
Поведение антипузырей отличается от пузырьков воздуха тремя основными аспектами, что обеспечивает следующие возможности их обнаружения идентификации:
- Антипузыри удерживаются на месте поверхностным натяжением и быстро перемещаются по водной поверхности. Также они имеют свойство отскакивать от других объектов, расположенных в воде (например, воздушных пузырьков) и от стенок сосуда подобно бильярдным шарам.
- Обычно антипузыри имеют небольшое время жизни (несколько секунд и менее), в отличие от мыльных пузырей, которые могут существовать в течение нескольких минут. Однако, если выровнять электрический потенциал между внутренней и внешней жидкостью, то время жизни антипузырей можно существенно увеличить. Недавно адсорбцией коллоидных частиц на границах воздух-вода были получены антипузыри с временем жизни более десяти часов.
- Антипузыри по-другому, чем воздушные пузырьки, преломляют свет. Поскольку они представляют из себя капли воды, падающий на них свет преломляется обратно к источнику подобно тому, как это происходит при появлении радуги. Из-за этой особенности преломления, антипузыри имеют яркий внешний вид.
Перспективы использования антипузырей[править | править код]
Если найти способ стабилизировать антипузыри, они могут быть использованы для формирования устойчивой антипены. Такую антипену можно использовать в качестве смазки или в качестве воздушного или газового фильтра (за счет тонких газовых каналов, расположенных между антипузырями).
Антипузыри могут быть также использованы для химического удаления загрязняющих веществ из дымовых труб.
Замена воздуха в оболочках антипузырей другой жидкой фазой (например, жидким полимером) может быть использована для создания эффективной системы доставки лекарственных препаратов. Полимеризация оболочки с помощью ультрафиолетового излучения создаст заполненную лекарством капсулу.
Вибрация[править | править код]
Время жизни поверхностных антипузырей может быть продлено на сколь угодно долгий срок, если поддерживать вибрацию водной поверхности[2][3]. Такие состояния называются «гуляющими пузырьками» и могут быть использованы в качестве модели квантовомеханического поведения[4].
См. также[править | править код]
Примечания[править | править код]
- ↑ Антипузыри. Дата обращения: 29 октября 2015. Архивировано 18 ноября 2015 года.
- ↑ Droplets bouncing over a vibrating fluid layer — Pablo Cabrera-Garcia, Roberto Zenit
- ↑ Drops on Drops on Drops. Дата обращения: 29 октября 2015. Архивировано 4 июня 2017 года.
- ↑ Hydrodynamic quantum analogs. Дата обращения: 29 октября 2015. Архивировано из оригинала 14 марта 2017 года.
Литература[править | править код]
- Павлов-Веревкин Б. С. Мыльные антипузыри. Химия и жизнь, № 11, 1966.
- Гегузин Я. Е. Пузыри — М.: Наука, 1985.
- Зайцева А. Антипузыри. Наука и жизнь, №12, 2004.
- Семиков С. Про каплю на воздушной подушке. Наука и жизнь, №8, 2005.
- Семиков С. Мыльные пузыри в науке. Инженер, №4, 2007.
- Dorbolo S., Caps H., Vandewalle N. Fluid instabilities in the birth and death of antibubbles (англ.) // New Journal of Physics : journal. — 2003. — Vol. 5, no. Dec. 22. — P. 161. — doi:10.1088/1367-2630/5/1/161. — .
- Het Panhuis M., Hutzler S., Weaire D., Phelan R. New variations on the soap film experiments of Plateau I: Experiments under forced drainage (англ.) // Philosophical Magazine B : journal. — 1998. — Vol. 78, no. July 1. — P. 1—12. — doi:10.1080/014186398258320. — .
- Kim P. G., Stone H. A. Dynamics of the formation of antibubbles (англ.) // Europhysics Letters[англ.] : journal. — 2008. — Vol. 83, no. 5. — P. 54001. — doi:10.1209/0295-5075/83/54001. — .
- Postema M., de Jong N., Schmitz G., van Wamel A. Creating antibubbles with ultrasound (неопр.) // Proc IEEE Ultrason Symp. — 2005. — С. 977—980.
- Tufaile A., Sartotelli J. C. Bubble and spherical air shell formation dynamics (англ.) // Physical Review E : journal. — 2002. — Vol. 66, no. November. — P. 056204. — doi:10.1103/PhysRevE.66.056204. — .
- Weiss P. The rise of antibubbles (англ.) // Science News : magazine. — 2004. — 15 May (vol. 165, no. 20). — P. 311—312. — doi:10.2307/4015222. — .
- Poortinga A. Long-lived antibubbles: stable antibubbles through Pickering stabilization (англ.) // Langmuir : journal. — 2011. — 20 January (vol. 27). — P. 2138—2141. — doi:10.1021/la1048419.