জল/গ্লিসারিন গ্যাস মার্বেল (বুদবুদ) এর ভূত্বক 101 দিন পরেও তরল এবং গোলাকার থাকে এবং ছিদ্র হলে তরল ফিল্মের মতো প্রতিক্রিয়া দেখায়। এই মানবসৃষ্ট বুদবুদ স্থিতিশীল ফেনা তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
A. Roux et al., 2022
সাবানের বুদবুদ ফুঁকানো কখনই একজন ব্যক্তির অভ্যন্তরীণ শিশুকে খুশি করে না, সম্ভবত কারণ সেগুলি ক্ষণস্থায়ী এবং কয়েক মিনিট পরে বিস্ফোরিত হয়। এখন ফরাসি পদার্থবিদরা প্লাস্টিকের কণা, গ্লিসারিন এবং জল থেকে “অনন্ত বুদবুদ” তৈরি করতে সক্ষম হয়েছেন। নতুন কাগজ ফিজিক্যাল রিভিউ ফ্লুইডস ম্যাগাজিনে প্রকাশিত। তাদের তৈরি করা দীর্ঘতম ফেনাটি 465 দিন বেঁচে ছিল।
বুদবুদ দীর্ঘকাল ধরে পদার্থবিদদের মুগ্ধ করেছে। উদাহরণস্বরূপ, 2016 সালে, ফরাসি পদার্থবিদ ড উন্নত বায়ুপ্রবাহ একটি সাবান ফিল্মে আঘাত করলে কীভাবে সাবানের বুদবুদ তৈরি হয় তার সঠিক প্রক্রিয়ার তাত্ত্বিক মডেল। গবেষকরা দেখেছেন যে বুদবুদগুলি শুধুমাত্র একটি নির্দিষ্ট গতির উপরে তৈরি হয়, যা বায়ু প্রবাহের প্রস্থের উপর নির্ভর করে।
2018 সালে, নিউ ইয়র্ক ইউনিভার্সিটির ফলিত গণিত পরীক্ষাগারে, আমরা রিপোর্ট করেছি যে কীভাবে গণিতবিদরা পাতলা, সাবানযুক্ত ফিল্মগুলির সাথে একাধিক পরীক্ষার উপর ভিত্তি করে নিখুঁত বুদ্বুদ ফুঁকানোর পদ্ধতিটিকে সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রিত করেছেন। গণিতবিদরা উপসংহারে পৌঁছেছেন যে 1.5 ইঞ্চি (3.8 সেমি) পরিধি সহ একটি বৃত্তাকার রড ব্যবহার করা এবং 2.7 ইঞ্চি (6.9 সেমি / সেকেন্ড) গতিতে মৃদুভাবে ফুঁ দেওয়া ভাল। একটি উচ্চ গতিতে ঘা এবং বুদবুদ বিস্ফোরিত হবে. আপনি যদি একটি ছোট বা বড় লাঠি ব্যবহার করেন, একই জিনিস ঘটবে।
এবং 2020 সালে, পদার্থবিদরা আবিষ্কার করেছিলেন যে বিশালাকার বুদবুদ তৈরির মূল উপাদানটি বিভিন্ন চেইন দৈর্ঘ্যের পলিমারগুলিতে মিশ্রিত হয়। একটি সাবান ফিল্ম উত্পাদন করতে পারেন বেশ পাতলা প্রসারিত ভাঙ্গা ছাড়া একটি দৈত্য বুদবুদ তৈরি করুন. পলিমার স্ট্র্যান্ডগুলি চুলের বলের মতো দেখায় এবং লম্বা স্ট্র্যান্ড তৈরি করে যা ভাঙতে চায় না। সঠিকভাবে একত্রিত হলে, একটি পলিমার সাবান ফিল্মকে এমন একটি “মিষ্টি জায়গায়” পৌঁছানোর অনুমতি দেয় যা সান্দ্র কিন্তু স্থিতিস্থাপকও – শুধু ভাঙার জন্য যথেষ্ট স্থিতিস্থাপক নয়। পলিমার ফাইবারের দৈর্ঘ্য পরিবর্তনের ফলে একটি শক্তিশালী সাবান ফিল্ম তৈরি হয়।
বিজ্ঞানীরাও বুদবুদের আয়ু বাড়াতে আগ্রহী। বুদবুদগুলি স্বাভাবিকভাবেই একটি গোলকের আকার ধারণ করে: বায়ুর আয়তন একটি খুব পাতলা তরল শেলে আবৃত যা প্রতিটি বুদবুদকে তার প্রতিবেশীদের থেকে ফোমের আকারে আলাদা করে। বুদবুদের জ্যামিতি পৃষ্ঠের উত্তেজনার ঘটনার কারণে হয়, যা আণবিক মাধ্যাকর্ষণ দ্বারা সৃষ্ট একটি বল। ভূপৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল যত বড় হবে, একটি নির্দিষ্ট আকৃতি বজায় রাখতে তত বেশি শক্তির প্রয়োজন হয়, তাই বুদবুদগুলি সর্বনিম্ন পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল সহ একটি আকৃতি পেতে চেষ্টা করে: একটি গোলক।
A. Roux et al. 2022
যাইহোক, বেশিরভাগ বুদবুদ একটি আদর্শ বায়ুমণ্ডলে কয়েক মিনিটের মধ্যে বিস্ফোরিত হয়। সময়ের সাথে সাথে, মাধ্যাকর্ষণ ধীরে ধীরে তরলকে নীচের দিকে খালি করে, এবং একই সময়ে, তরল উপাদানটি ধীরে ধীরে বাষ্পীভূত হয়। তরলের পরিমাণ হ্রাস পাওয়ার সাথে সাথে বুদবুদের “দেয়াল” খুব পাতলা হয়ে যায় এবং ফেনাতে থাকা ছোট বুদবুদগুলি বড়গুলির সাথে একত্রিত হয়। এই দুটি প্রভাবের সংমিশ্রণকে বলা হয় “জমাট বাঁধা”। এক ধরনের সার্ফ্যাক্ট্যান্ট যোগ করা পাতলা তরল ফিল্মের দেয়ালকে শক্তিশালী করে যা তাদের আলাদা করে, বুদবুদ ভেঙে যাওয়া থেকে পৃষ্ঠের টান বজায় রাখে। কিন্তু শেষ পরিণতি অনিবার্য।
2017 সালে ফরাসি পদার্থবিদ পাওয়া গেছে যে প্লাস্টিকের মাইক্রোস্ফিয়ারের তৈরি একটি গোলাকার শেল অল্প পরিমাণে সংকুচিত গ্যাস ধারণ করতে পারে। পদার্থবিদরা বস্তুকে “গ্যাস মার্বেল” বলে অভিহিত করেছেন। বস্তুগুলি তথাকথিত তরল মার্বেলের সাথে যুক্ত – মাইক্রোস্কোপিক, তরল বিন্দু তরল বিকর্ষণকারী পুঁতি দ্বারা আবৃত, যা বিচ্ছিন্নতা ছাড়াই একটি কঠিন পৃষ্ঠের উপর রোল করতে পারে। যদিও বায়বীয় মার্বেলগুলির যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি বেশ কয়েকটি গবেষণার বিষয় হয়ে উঠেছে, তবে মার্বেলের দীর্ঘায়ু অধ্যয়ন করার জন্য কেউ পরীক্ষা চালায়নি।
তাই আইমেরিক রু এবং লিল বিশ্ববিদ্যালয়ের বেশ কয়েকজন সহকর্মী এই শূন্যতা পূরণ করার সিদ্ধান্ত নেন। তারা তিনটি ভিন্ন ধরনের বুদবুদ নিয়ে পরীক্ষা-নিরীক্ষা করেছে: সাধারণ সাবানের বুদবুদ, পানি দিয়ে তৈরি গ্যাস মার্বেল এবং পানি ও গ্লিসারিন দিয়ে তৈরি গ্যাস মার্বেল। গ্যাস মার্বেল তৈরি করতে, Roux এবং খ. একটি দানাদার ভেলা তৈরি করতে জল স্নানের পৃষ্ঠে প্লাস্টিকের কণা ছড়িয়ে দিন। গবেষকরা তারপরে বুদবুদ তৈরি করতে একটি সিরিঞ্জ দিয়ে ভেলায় বাতাস প্রবেশ করান এবং প্রতিটি বুদবুদের পুরো পৃষ্ঠটি প্লাস্টিকের কণা দিয়ে ঢেকে না যাওয়া পর্যন্ত বুদবুদগুলিকে ভেলায় ঠেলে দিতে একটি চামচ ব্যবহার করেন।
A. Roux et al., 2022
প্রত্যাশিত হিসাবে, স্ট্যান্ডার্ড সাবান বুদবুদ এক মিনিটের মধ্যে বিস্ফোরিত হয়। কিন্তু Roux এবং খ. দেখা গেছে যে প্লাস্টিক কণা আবরণ উল্লেখযোগ্যভাবে জল-ভিত্তিক গ্যাস মার্বেলগুলির নিষ্কাশন প্রক্রিয়াটিকে নিরপেক্ষ করে যা ছয় থেকে 60 মিনিটের মধ্যে ধসে পড়ে। এর জীবন দীর্ঘায়িত করার জন্য, গবেষকদেরও বাষ্পীভবনকে নিরপেক্ষ করতে হয়েছিল।
তাই তারা পানিতে গ্লিসারিন যোগ করে। লেখকদের মতে, গ্লিসারলে হাইড্রোক্সিল গ্রুপের উচ্চ ঘনত্ব রয়েছে, যার ফলস্বরূপ জলের অণুর সাথে একটি শক্তিশালী সম্পর্ক রয়েছে এবং শক্তিশালী হাইড্রোজেন বন্ধন তৈরি করে। এইভাবে, গ্লিসারিন জলের বায়ু শোষণ করার একটি ভাল ক্ষমতা রয়েছে, যার ফলে বাষ্পীভবনের জন্য ক্ষতিপূরণ হয়। জল / গ্লিসারিন গ্যাস মার্বেলগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে দীর্ঘস্থায়ী: পাঁচ সপ্তাহ থেকে 465 দিন, গবেষকদের সর্বোত্তম জল-গ্লিসারোল অনুপাত নির্ধারণ করতে দেয় – দীর্ঘস্থায়ী গ্যাস মার্বেলগুলির জন্য নিখুঁত রেসিপি৷
গবেষকদের কাজ এমনকি বুদবুদ অতিক্রম করে. তারা কঠিন যৌগিক তরল ফিল্ম তৈরি করতে এবং সংকুচিত প্লাস্টিকের কণার একটি স্তর দিয়ে আবৃত একটি তরল পৃষ্ঠের নীচে একটি ধাতব ফ্রেম ডুবিয়ে বিভিন্ন বস্তুতে রূপান্তর করতে সক্ষম হয়েছিল। ফ্রেমটি ধীরে ধীরে পৃষ্ঠে ফিরে আসার সাথে সাথে এটি কণা দ্বারা আবৃত ফিল্মগুলিকে ধরে ফেলে। সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ, Roux এবং খ. জল/গ্লিসারিনের তরল ফিল্ম থেকে একটি 3D পিরামিড আকৃতি তৈরি করতে সক্ষম হয়েছিল। পিরামিডটি 378 দিনের বেশি স্থায়ী হয়েছিল (এবং গণনা)।
DOI: ফিজিক্যাল ভিউ ফ্লুইডস, 2022। 10.1103 / PhysRevFluids.7.L011601 (DOI সম্পর্কে)।
A. Roux et al., 2022 দ্বারা তালিকাভুক্ত
