Попытайтесь повто­рить это дома: как сделать мыльные пузыри

Мыльные пузыри — это красиво и весело.

Необязательно покупать специальный раствор — его легко приготовить самому. Я проверила несколько рецептов и посоветую, как сделать так, чтобы пузыри не разочаровали.

После расскажу, почему пузыри — это не только развлечение, но и отличный объект для изучения.

В магазинах пузыри продают с готовой рамкой для выдувания — она пластиковая и с рифлением. Но инструмент легко изготовить самостоятельно из подручных материалов.

🖊️ Пустотелая трубочка, например соломинка или корпус авторучки, — классический инструмент. Они позволяют выдувать в основном мелкие пузыри.

➰ Рамка из проволоки. С ее помощью получаются пузыри среднего размера. Голая проволока плохо удерживает мыльный раствор, поэтому лучше обмотать ее пушистой шерстяной ниткой либо использовать готовую синельную проволоку средней пушистости или с блестящей опушкой.

✂️ Верхняя часть бутылки. Крупные пузыри проще всего выдувать, используя отрезанную верхнюю часть пластиковой бутылки. А вот бумажные конусы не советую: слишком быстро размокают.

В детстве мы просто смешивали все доступные моющие средства — обычное и хозяйственное мыло, гель для душа, шампуни — в одной бутылке и разбавляли водой. Иногда такой раствор отлично работал, но повторить успех получалось не всегда.

Теперь в интернете можно найти много рецептов. Но пока не смешаешь, не поймешь, какой из них лучше. Я испытала три смеси — разные по уровню сложности и доступности ингредиентов.

🧼💦 Мыло и вода. Это самый простой рецепт. Воду и жидкое мыло, например жидкость для мытья посуды, смешиваем в пропорции 3:1. Я использовала 150 мл воды и 50 мл мыла.

Результат разочаровал: пузырей получается мало, они почти сразу лопаются. Такой раствор подходит, только чтобы выдувать пузыри непосредственно в чашке.

🧪 С глицерином. К смеси воды и мыла из предыдущего рецепта я добавила 25 мл глицерина — его можно купить в аптеке. Флакон такого объема обошелся мне в 123 ₽.

Рецепт с глицерином популярен в интернете, но на деле он не слишком улучшил ситуацию: мелкие единичные пузыри довольно быстро лопались. При крупных пузырях смесь ведет себя гораздо лучше.

🧬 С полимерами. Этот рецепт я подсмотрела на сайте фанатов мыльных пузырей, которые много экспериментируют со смесями. Согласно их рекомендациям глицерин не особо нужен — успех обеспечивают три компонента: мыло, вода и полимерный загуститель. В качестве загустителей используют полиэтиленоксид, гидроксиэтилцеллюлозу и гуаровую камедь.

Я решила использовать гуаровую камедь — это популярный пищевой загуститель. Его можно купить во многих супермаркетах или на маркетплейсах: на «Озоне» он обошелся мне в 156 ₽. Приготовила такую смесь: 300 мл воды, 30 мл жидкого мыла или средства для мытья посуды и 0,1 мл гуаровой камеди — на кончике чайной ложки.

Рецепт себя оправдал. И мелкие пузырьки, и пузыри среднего размера спокойно существовали, пока не сталкивались с окружающими предметами. Огромные пузыри висели достаточно долго, чтобы можно было их сфотографировать и хорошо рассмотреть. Было заметно, как при надувании стенки пузыря становятся тоньше и переливы сменяются с красно-зеленых до сине-фиолетовых.

Чтобы искривить поверхность воды и создать пузырь, нужно приложить довольно большие усилия. Чистая вода без мыла не пенится и не образует крупных пузырей — только мелкие, которые быстро лопаются. Молекулы воды притягиваются друг к другу, и, когда одна из них окружена другими внутри жидкости, силы притяжения действуют со всех сторон и уравновешивают друг друга. А вот на поверхности — границе с воздухом — молекулу притягивает только с одной стороны. Так возникает сила поверхностного натяжения.

Некоторые вещества могут снизить силу поверхностного натяжения — их называют поверхностно-активными веществами, ПАВ. Они входят, например, в состав мыла — именно поэтому мыльный раствор легко взбить в пышную пену.

Молекула ПАВ длинная. У нее есть голова, которая притягивается к молекулам воды, то есть она гидрофильная. А еще хвост, который от них отталкивается, — он гидрофобный. Попадая в воду, молекулы ПАВ выстраиваются хвостами наружу, головами внутрь — слоем толщиной в одну молекулу, который ослабляет поверхностное натяжение воды.

Мыльные пузыри лопаются по двум основным причинам:

1. У пузыря тонкие стенки из молекул воды, «облицованные» молекулами ПАВ. Вода из них испаряется, постепенно уменьшая толщину стенки.
2. Стенки пузыря не твердые, и вода по ним стекает вниз, уменьшая толщину верхней части.

Когда стенка становится слишком тонкой по любой из этих двух причин или по обеим сразу, пузырь лопается.

Зная причины, из-за которых лопается пузырь, можно придумать способы сделать его более долгоживущим:

1. Уменьшить испарение воды. Чаще всего это делают, добавляя в мыльный раствор глицерин. Он связывается с водой и снижает скорость ее испарения.
2. Укрепить стенки пузыря. Для этого в воду добавляют загуститель — его молекулы образуют внутри пузыря молекулярную сеть, не давая воде стекать вниз.

Свободные мыльные пузыри — сферические. Они такие из-за поверхностного натяжения, которое стремится минимизировать площадь поверхности при заданном объеме  . Сфера — геометрическая фигура, имеющая наименьшую площадь поверхности при заданном объеме.

Если попробовать деформировать пузырь, например подуть, сила поверхностного натяжения вернет его к сферической форме. Но если использовать рамки, форма поверхности становится более сложной.

Стенки мыльного пузыря очень тонкие — в сотни раз меньше диаметра человеческого волоса. Свет отражается от внутренней и внешней границы стенки пузыря, и за счет этого можно определить его толщину — по цвету. Если присмотреться, можно увидеть, как стенка становится тоньше: ее цвет постепенно меняется от красного к желтому, зеленому, синему и фиолетовому.

Кроме того, поверхность пузырей переливается разными цветами. Так происходит потому, что пузырь колеблется, внутри постоянно меняется концентрация мыла и воды, вода движется в стенках, а их толщина меняется. Такие цветные переливы называют эффектом Марангони.

Другие опыты, которые мы проверили:

1. Как сделать неньютоновскую жидкость.
2. Как написать письмо невидимыми черни­лами.