Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda przeprowadzili badania z wykorzystaniem kamer o dużej prędkości, aby ujawnić, w jaki sposób tworzą się i ostatecznie pękają pęcherzyki powietrza. W badaniu wykorzystano również modelowanie analityczne, aby odkryć nowy proces pękania. Badacze przyglądają się procesowi pękania pęcherzyków, który z pozoru wydaje się łagodny. Nie jest to jednak jedynie puste zaspakajanie ciekawości. Pęcherzyki są niepożądane w przemyśle naftowym, farmaceutycznym i bioreaktorach. Dlatego też zrozumienie tego procesu może być kluczowym elementem ułatwiającym proces technologiczny,
Dlaczego bańki pękają?
Podczas procesu produkcji lub transportu różnych cieczy, powstawanie i pękanie pęcherzyków może powodować problemy z jakością produktu. Naukowcy ze Stanford badali również fizykę stojącą za powstawaniem pęcherzyków. W tym celu współpracowali oni z międzynarodową grupą naukowców. Szczególnie zainteresowali się oni pęcherzykami z białkami osadzonymi na powierzchni, co jest powszechne w przemyśle farmaceutycznym i w bioreaktorach używanych do hodowli komórek. W trakcie tych badań zespół odkrył, że pęcherzyki proteinowe otwierają się jak kwiaty, gdy zostaną przekłute igłą. Nie jest to jednak regułą dla wszystkich. Bąbelki pękają na różne sposoby w zależności od ich właściwości fizycznych i chemicznych, a jedną z najważniejszych właściwości jest lepkosprężystość.
Zobacz też: Co zamiast Udemy? Platformy e-learningowe, gdzie znajdziesz wiedzę z różnych branż
Lepkosprężystość to stan pośredni pomiędzy stanem materiału, który nie jest idealnie płynny i nie jest idealnie elastyczny. W przeciwieństwie do konwencjonalnych baniek mydlanych odkryto, że lepkosprężyste bańki o właściwościach zarówno płynnych, jak i stałych, odkształcają się, tworząc kształty, które naśladują kwitnący kwiat. Aby zobaczyć każdy etap procesu pękania, zespół użył szybkich kamer, które działały z prędkością 20 tysięcy klatek na sekundę, rejestrując cały proces w zwolnionym tempie. Na potrzeby eksperymentu zespół namoczył metalowy pierścień w roztworze białek o właściwościach lepkosprężystych. Następnie ostrożnie nadmuchiwali pęcherzyki na pierścieniu za pomocą wysoce kontrolowanego przepływu powietrza, a gdy pęcherzyki były już wystarczająco duże, stykały się z igłą i pękały. Kiedy pęcherzyki uderzyły w igłę, powierzchnia odkleiła się jak płatki kwiatu. Albo to raczej płatki kwiatu przybierają kształt pękającego pęcherzyka, biorąc pod uwagę, co było pierwsze.
Źródło: SlashGear