Físicos descobrem a melhor receita de sabão para fazer bolhas gigantes

Físicos da Universidade Emory (EUA) utilizaram seu tempo da melhor maneira possível e fizeram um favor para a humanidade: determinaram a receita perfeita para criar as maiores bolhas de sabão já vistas.

Ciência séria

Quando digo que os físicos usaram bem seu tempo, não estou sendo sarcástica. Bolhas de sabão podem parecer inúteis, mas a ciência subjacente a elas é complexa e antiga – já nos anos 1800, o físico belga Joseph Plateau delineou quatro leis básicas de tensão superficial que determinam a estrutura das películas de sabão.

E esse campo de estudo não permaneceu parado desde então. Em 2016, físicos franceses criaram um modelo teórico do mecanismo pelo qual bolhas de sabão se formam quando sopramos ar através de uma película de sabão.

Eles descobriram que certa velocidade de sopro é necessária para as bolhas se formarem, o que depende da largura do jato de ar. Se ele for muito largo, o limiar para a formação de bolhas é menor e elas serão maiores que as produzidas for jatos mais estreitos.

Já em 2018, matemáticos da Universidade de Nova York (EUA) determinaram a melhor fórmula para soprar bolhas de sabão perfeitas: usar um objeto circular com um perímetro de 3,8 centímetros e soprá-lo gentilmente a 6,9 cm/s. Qualquer coisa diferente disso causava o estouro da bolha.

Bolhas gigantes

E se você quiser criar bolhas de sabão gigantes? Qual o melhor método e a melhor fórmula? Agora sabemos, graças a Justin Burton e seus colegas da Universidade Emory.

Eles descobriram que a chave para alcançar tamanhos enormes são polímeros de vários comprimentos que permitem que as bolhas se estiquem sem quebrar.

Chegar neste ponto foi um caminho longo, no entanto. Burton se interessou pelo assunto pela primeira vez enquanto estava em Barcelona para uma conferência e viu artistas de rua criando bolhas de sabão gigantes e supercoloridas.

O efeito das cores é devido a padrões de interferência gerados quando a luz reflete nas duas superfícies da película de sabão. Burton chegou à conclusão de que a espessura do sabão devia ser de apenas alguns mícrones, o equivalente ao comprimento de onda da luz.

Surpreso com o fato de uma membrana de sabão permanecer intacta quando esticada em uma bolha gigante, o físico decidiu fazer seus próprios experimentos, tanto em laboratório quanto em seu próprio quintal.

Metodologia

Burton pesquisou na internet as receitas favoritas das pessoas para fazer bolhas de sabão e descobriu que elas normalmente incluíam um polímero, como guar natural (um aditivo alimentar comum) ou um lubrificante médico como polietileno glicol.

Em seguida, começou a testar essas receitas enquanto media a velocidade e a dinâmica do processo de criação das bolhas.

Confirmando a sabedoria popular, Burton e seus colegas concluíram que fios poliméricos eram a chave para produzir bolhas gigantes. “Os fios de polímero ficam emaranhados, como uma bola de pelo, formando fios mais longos que não se separam. Na combinação certa, um polímero permite que uma película de sabão alcance um ‘ponto ideal’ que é viscoso, mas também elástico”, explicou o físico.

Outra conclusão importante foi que variar o comprimento dos fios de polímero resultava em uma película de sabão mais resistente. “Polímeros de tamanhos diferentes tornam-se ainda mais emaranhados que polímeros de tamanho único, reforçando a elasticidade do filme. Essa é uma descoberta fundamental da física”, completou Burton.

Um artigo descrevendo o processo foi publicado na revista científica Physical Review Fluids.

Fonte: Hypescience