لماذا تتكون فقاعات الصابون؟

لماذا تتكون فقاعات الصابون؟

كم مرة غسلت يديك اليوم؟ هل حظيت بحمام منعش؟

لا يكتمل الاستحمام إلا باستخدام صابونك المنعش ورؤية تلك الفقاعات تغمر المكان.

لكن، لماذا يكوّن الصابون فقاعات بسهولة عندما يمتزج بالماء؟

من النادر أن تجد فقاعات في الماء وحده، لكن يكفي أن تضيف بعض الصابون لترى عالماً من الفقاعات ينشأ من العدم أمام عينيك.

تكوين الفقاعــــة

حتى نعرف تفسير هذا علينا أن نعرف الكيمياء وراء تكوين الصابون على المستوى الجزيئي.

لو درسنا جزيء الصابون عن كثب لوجدنا أن جزيء الصابون له نهايتين مختلفتين : النهاية الأولى جاذبة للماء ( محبة للماء Hydrophilic ) والأخرى تبعد الماء عنها ( كارهة للماء Hydrophobic ).

عندما يختلط الصابون بالماء فإن نهايتيه المتضادتان تغلفان ( كالشطيرة ) طبقة رقيقة جداً من الماء بينهما.

هذه الطبقة الرقيقة من الماء تحوي كمية ضئيلة للغاية من الهواء.

إذن، طبقة رقيقة من الماء تحوي داخلها هواء. نعم؛ إنها فقاعة!!.

إن ما نراه بالفعل هو بعض الهواء المحصور داخل طبقة رقيقة من الماء تكونت بين طبقتين من جزيئات الصابون.

ومهما كانت طريقة تكوين الفقاعات أو شكلها الأولي فإنها تنتهي فوراً لتكوّن فقاعة كروية في كل الاحوال.

والسبب واضح، إنه التوتر السطحي؛ حيث يجبر الفقاعة على أن تأحذ الشكل الذي يسمح بأقل كمية من الهواء داخل الفقاعة، وهو الشكل الكروي.

وكما نعلم فإن الشكل الكروي هو الشكل الذي يستخدم أقل قدر من الطاقة ليحافظ على الهواء المحصور، ولهذا فإنك لن ترى أبداً فقاعة كروية أو مربعة.

كيف يعمل رشاش الاحتفالات الملون Silly Strings ؟

كيف يعمل رشاش الاحتفالات الملون Silly Strings ؟

بالتأكيد شاهدت احدهم يحتفل بمناسبة ما ويطلق تلك المادة البلاستيكية - الرغوية إن شئت - الملونة من علبة رش صغيرة.

ما هذا الشيء حقاً؟ وكيف يعمل ؟

اخترع رشاش الاحتفالات الخيطي هذا روبرت ب. توكس وليونارد أ. فيش. وتم تسجيل براءة الاختراع عام 1972.

عندما تضغط رشاش العلبة فإن خيطاً طويلاً  - خفيفاً - من الرغوة البلاستيكية يندفع خلال الغرفة. وعلى الرغم من خفته إلا أنه يلتصق بالأرض والجدران وحتى الناس.

السؤال الآن : كيف بامكان سائل بداخل علبة أن يتحول إلى خيط رغوي بلاستيكي بمجرد الضغط على المرش؟

هل هذا سحر؟ قطعاً لا، إنها الكيمياء فحسب!.

إن الصيغة الدقيقة للتفاعل الداخلي هي تقريباً سر لأصحاب الاختراع. لكن من درسوا براءة الاختراع الأصلية عام 1972 قد اعطوا فكرة جيدة حول نوع المواد الكيميائية في الداخل، لكن دون تحديد.

عندما يضغط اصبعك المرش فإن اختلافاً في الضغط يحدث، وهذا يدفع السائل من منطقة الضغط المرتفع - داخل العلبة - إلى منطقة الضغط المنخفض - في الخارج، وعندما تخرج المادة السائلة فإن تفاعلاً سريعاً يحدث بينها وبين الهواء الجوي فيحولها إلى ما يشبه الرغوة الخفيفة المحاطة بغشاء بلاستيكي مرن، دبق نوعاً ما.

وبشكل عام فإن هناك ثلاثة مواد كيميائية تدخل هذا التفاعل. الرتنج Resin وهي مادة صمغية شمعية تستخلص من الأشجار، وهي المسؤولة عن الغطاء البلاستيكي الدبق الذي يحيط بالخيوط الرغوية، مع ملاحظة أن المتسبب في كونها دبقة هو التوتر السطحي.

تحتوي العلبة أيضاً على نوع خاص من اللدائن وهو المتسبب في طولها المفرط، بينما يساعد السيليكون الذي يدخل في تركيبها أيضاً على جعلها سهلة التنظيف.

تضاف صبغات مختلفة لتلوين المادة الرغوية ونوع خاص من المثبطات لمنع اشتعالها.