Физики исследовали движение пузырьков во влажной пене и выяснили, что пузырьки, сильно отличающиеся по размеру, перемещаются более хаотично, чем одинаковые. Для этого ученые деформировали слой пены, добавляя к нему капли воды, и наблюдали, как система возвращалась в равновесие.

Статья опубликована в журнале Scientific Reports.

Пена — это жидкая или твердая среда с большим количеством пузырьков газа. На первый взгляд пена не кажется чем-то необычным, она встречается в еде и напитках, косметике, строительных материалах. Но с точки зрения физики пена обладает уникальными механическими свойствами. В ней сочетаются эластичность, свойственная твердым материалам, и текучесть, характерная для жидкостей.

Эластичность и текучесть — макроскопические свойства, но они определяются микроскопическими параметрами. Чтобы понять, как ведет себя пена в разных условиях, и эффективно использовать ее в промышленности, нужно изучить мельчайшие пузырьки: их количество, размеры, перемещение при деформации.

Пены делятся на три класса по возрастанию доли жидкости в них: сухие, влажные и пузырчатые. Физики уже знают, как меняются эластичность и текучесть при переходе от одного класса к другому. Они также выяснили, что эти изменения связаны с формой пузырьков: в сухой пене они напоминают многогранники, а в пузырчатой и влажной — сферы.

При этом у ученых пока мало информации о динамике пузырьков. До сих пор было неясно, как происходит их перераспределение, заставляющее пену принимать равновесное состояние после деформации.

Наоя Янагисава (Naoya Yanagisawa) и Ре Курита (Rei Kurita) из Токийского столичного университета экспериментально исследовали динамические свойства влажной пены.