©DepositPhotos 一个女孩在外面吹泡泡每个曾经是小孩的人都知道这种令人难以置信的简单快乐，这种快乐来自吹泡泡，在爆裂之前在空中观看超薄的液体鲍勃层。

　　虽然你小时候看起来很神奇，但事实证明，对于成年人而言，泡沫如何运作的秘密并不是那么明显。

　　什么是将良好的泡沫与制造坏泡沫分开的方法?

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　　来自纽约大学的数学家团队决定承担解决这一谜团的超级艰巨任务，他们的研究结果发表在最新一期的“ 物理评论快报”上，让我们更加了解如何打破完美的泡沫。

　　好吧，让我们明确一点：并不是说团队决定他们只需要弄清楚如何吹出完美的泡泡并激发新一代的主泡沫鼓风机。

　　根据纽约大学的数学家和新论文的合着者Leif Ristroph的说法，该研究起源于了解更多关于流体 - 结构相互作用的愿望：物体的问题(在这种情况下，物体是由液体膜制成的)受外部流动流体(在这种情况下，吹风产生的风)的变化影响。事实上，研究吹泡泡的相关原因。

　　“这是一个巨大的研究领域，”Ristroph说。“我们已经研究过为什么一面旗帜在微风中翻动，以及粘土或一些易蚀材料如何被流水重塑。我们想研究液体薄膜如何与流动相互作用的重要问题，以及开始比吹泡泡更好的问题!“

　　很难控制，测量和观察气泡在空气中移动的精确度。为了避免这些并发症，该团队很快意识到他们应该创造气泡并在水下可视化他们的动作，这种介质更容易控制。

　　因此，他们用普通油(如橄榄油)在水中制作薄膜，并在电线环的帮助下诱导水流形成气泡。油泡代表肥皂膜泡沫，而水则代表风。“每个好的实验都涉及到一个技巧，”Ristroph说。

　　在几个不同的实验和观察中，Ristroph和他的同事确定了液膜在挤压成泡沫时可以拉伸，生长和膨胀的两种方式。

　　“一种方法是用稳定但足够快的风吹动，这只会导致空气动力学压力超过想要使其保持平整的薄膜表面张力，”他说。这意味着在薄膜上稳定地吹动或者以固定的速度将棒移动通过空气，这允许形成气泡并夹紧。

　　“第二种方式，”他说，“就是轻轻吹过已经凸出或变形的胶片。”这可以通过提供一股尖锐的空气来帮助将气泡从魔杖中喷出，即使在爆裂之后也是如此。风逐渐减弱。

　　理想的风速实际上取决于您使用的泡泡棒的大小。假设你垂直吹到薄膜上，Ristroph及其同事开发了一个数学公式，用于说明吹泡的最佳风速：U =√(5.6 x gamma / rho * R)，其中U是风速， gamma是两种流体之间的表面张力系数，rho是你吹的流体密度，R是气泡棒的半径。

　　“更大的回路需要更小的速度，”Ristroph说。“与直觉相反，更大的电影更容易被吹进泡沫中。”他提供了典型儿童在典型条件下吹出典型气泡的情景：泡泡棒的半径(R)为1厘米，伽玛为25达因/厘米肥皂水，rho为1.2 * 10 -3 g / cm 3空气 - 我们得到最佳速度U，每秒340厘米，或每小时约8英里。

　　就上下文而言，人类的平均喷嚏时速约为每小时39英里(并且记录的最高速度超过每小时100英里)。吹空气是一个不同的过程，即使对于孩子来说，每小时8英里的速度也是绝对可行的。

　　尽管该研究检测了水中的油泡，但Ristroph强调该结果适用于任何可在另一种气体或液体中制成薄膜的液体介质。“制造薄膜的关键因素是表面活性剂，这是一种化学添加剂，可以让薄膜液体更容易存活并成为一种薄膜，”他说。“肥皂本身对于通常的肥皂电影扮演着这个角色。”

　　除了用完美泡沫的数学公式武装世界之外，该团队认为这些研究结果对世界上某些材料的运作方式有更大的影响。Ristroph说：“当你用流动推动它们时，作为材料的薄膜表现得很奇怪。” “当你增加流速时，胶片在它准备好冒泡或弹出之前根本不会变形很多，然后它会立刻变形。”

　　他和他的同事们希望利用对该过程的这种新的详细了解，为工业和商业用途创造更有效的气溶胶，乳化化合物和泡沫。“这些对于我们日常使用的许多产品来说都是必不可少的，它们都是通过将一种液体吹入另一种液体来制造许多小气泡或液滴而制成的。”

　　然而，对于我们其他人来说，理解新发现的最相关方法是将一些数字插入公式并开始吹泡泡。没有切实可行的方法来实际测量你选择的魔杖的速度有多快，但这并不能阻止你尝试将完美的风速归零。