¿Qué es la ciencia detrás de las burbujas?

Las burbujas son hermosas, divertidas y fascinantes, pero ¿sabes qué son y cómo funcionan? Echa un vistazo a la ciencia detrás de las burbujas.

Una burbuja es una película delgada de agua jabonosa. La mayoría de burbujas que ves están llenos de aire, pero puedes hacer una burbuja con otros gases, como el dióxido de carbono. La película que hace la burbuja tiene tres capas. Una capa delgada de agua se encuentra entre dos capas de moléculas de jabón. Cada molécula de jabón está orientada de modo que su cabeza polar (hidrofílica) mire hacia el agua, mientras que su cola de hidrocarburo hidrofóbico se extiende lejos de la capa de agua. No importa qué forma tenga inicialmente una burbuja, intentará convertirse en una esfera. La esfera es la forma que minimiza el área de superficie de la estructura, lo que la convierte en la forma que requiere la menor energía para lograrla.

Cuando las burbujas se acumulan, ¿siguen siendo esferas? No. Cuando dos burbujas se encuentran, fusionarán paredes para minimizar su área de superficie. Si se encuentran burbujas del mismo tamaño, la pared que las separa será plana. Si se encuentran burbujas de diferentes tamaños, entonces la burbuja más pequeña se hinchará en la burbuja grande. Las burbujas se unen para formar paredes en un ángulo de 120 grados. Si se encuentran suficientes burbujas, las células formarán hexágonos. Puedes ver observar esta estructura por

Aunque burbujas de jabón están hechos tradicionalmente de jabón (lo adivinó), la mayoría de las soluciones de burbujas consisten en detergente en agua. La glicerina a menudo se agrega como ingrediente. Los detergentes forman burbujas de la misma manera que el jabón, pero los detergentes formarán burbujas incluso en el agua del grifo, que contiene iones que podrían evitar la formación de burbujas de jabón. El jabón contiene un grupo carboxilato que reacciona con los iones de calcio y magnesio, mientras que los detergentes carecen de ese grupo funcional. Glicerina, C₃H₅(OH)₃, extiende la vida de una burbuja al formar más débil enlaces de hidrógeno con agua, ralentizando su evaporación.