일본 도쿄 – 도쿄 메트로폴리탄 대학의 연구원들은 고속 비디오 현미경으로 개별 붕괴 "사건"을 관찰하여 액체 거품이 어떻게 붕괴되는지를 밝혔습니다. 그들은 필름에 균열이 생기면 원래 필름 테두리를 쓸어 넘기고, 모양을 뒤집고, 다른 필름을 치고 깨뜨리는 물방울을 방출하는 액체 전면이 물러나는 것을 발견했습니다. 그들의 관찰과 물리적 모델은 폼이 붕괴에 대해 어느 정도 저항력을 갖도록 만드는 방법에 대한 핵심 통찰력을 제공합니다.

거품이 어떻게 붕괴되는지 이해하는 것은 심각한 일입니다. 소화 용 거품이 불을 끄거나, 바다와 강에서 독성 거품을 청소하거나, 단순히 케이크를 완벽하게 상승 시키거나, 거품 재료가 어떻게 붕괴되는지 파악하는 것이 속성을 조정하는 데 중요합니다. 거품을 더 오래 유지하거나 더 빨리 사라지도록 도와주세요 .. ㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ ㅇㅇㅇ

이것이 바로 도쿄도 대학의 Rei Kurita 교수 팀이 액체 폼에 대한 고속 비디오 현미경 실험을 수행 한 이유입니다. 두 개의 얇고 투명한 판 사이에 거품을 생성하여 붕괴되기 시작할 때 발생하는 모든 복잡한 현상에 직접 접근 할 수 있습니다. 이전 연구에서 그들은 개별 필름이 파열 될 때 방울이 생성되는 것이 거품이 붕괴되는 주요 방법임을 보여주었습니다. 이 물방울은 고속으로 날아가 주변의 다른 필름을 깨뜨려 거품을 분해하는 일련의 파손을 일으 킵니다. 그러나 방울이 정확히 어떻게 형성되었는지는 아직 알려지지 않았습니다. 중요한 것은 물방울이 언제 형성되었는지, 언제 형성되지 않았는지 명확하지 않다는 것입니다.

이제 팀은 이러한 물방울이 만들어지는 방식의 복잡한 메커니즘을 밝히기 시작했습니다. 필름에 초기 균열이 생기면 필름은 물러나서 원래 필름 테두리가 있던 곳에 흔들리는 액체 선을 남깁니다.이를 RVPB (Released Vertical Plateau Border)라고합니다. 흔들리는 동안 RVPB 중앙에 액체가 축적됩니다. 남은 필름에 추가 균열이 생기면 RVPB를 쓸어 넘기는 액체의 후퇴 라인이 생성됩니다 (그림 참조). 흥미롭게도 비디오는이 전선이 이동할 때 모양이 반전되는 경향이 있음을 보여주었습니다. 팀은 무거운 중앙 부분이 일정한 힘 하에서 덜 움직이기 때문에 이것은 주로 관성 효과 때문이라는 것을 발견했습니다. 중요한 것은 궁극적으로 물방울이 방출되어 일련의 필름 파손 이벤트를 시작하는 것은 이러한 반전입니다. 그들의 작업은 기존의 개별 영화를 바라 보던 이전의 조사와는 대조적입니다. RVPB 중간에 액체가 축적되는 것은 폼 내부에서만 가능하며 주변 필름과 테두리를 통해 액체를 공급할 수 있습니다. 역학을 설명하기 위해 개발 한 물리적 모델은 전방 속도 및 관련 시간 척도에 대한 신뢰할 수있는 예측을 제공하는 것으로 나타났습니다.

마지막으로 팀은 실험실 시약을 가정용 세제로 교체하고 실험을 반복하여 훨씬 더 오래 지속되는 거품을 만들었습니다. 측면에서 거품이 터졌을 때 RVPB 중앙에 유사한 액체 축적이 발견되었지만 이전보다 훨씬 적었습니다. 필름의 향상된 탄성은 또한 동일한 필름에 두 개의 균열이 형성 될 가능성이 극히 낮음을 의미했습니다. 이는 물방울이 형성되지 않았 음을 의미합니다. 즉, 집단적인 기포 붕괴가 없음을 의미합니다. 위에서 발견 한 메커니즘에 비추어 볼 때 이는 RVPB 내에서 더 적은 수송과 더 적은 균열이 모두 기포 안정성에 직접적으로 기여했음을 결론적으로 보여줍니다. 이와 같은 통찰력은 향상된 특성을 가진 새로운 폼 재료의 설계를 안내하는 데 매우 중요합니다. 팀은 그들의 작업이 최첨단 단열재, 세제, 식품 및 화장품에 영감을 줄 수 있기를 희망합니다.

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이 작업은 젊은 과학자를위한 JSPS 연구 펠로우 십 (20J11840)과 과학 연구를위한 JSPS KAKENHI 보조금 (17H02945, 20H01874, 20K14431)의 지원을 받았습니다.