Пена завораживает отчасти из-за своего короткого срока службы. Пены меняются по мере того, как жидкость со временем выходит из их структуры. Именно их эфемерная природа до сих пор не позволяла ученым экспериментально исследовать их характерную динамику.
Вместо этого пены часто изучаются теоретически. Теперь Натан Исерт из Университета Констанца, Германия, и его коллеги разработали метод сохранения формы пен с помощью магнита, который позволяет экспериментально исследовать их динамику, как недавно было описано в The European Physical Journal E.Чтобы решить проблему дренажа, авторы использовали метод так называемой диамагнитной левитации. Этот подход основан на том факте, что вода, которая является одним из основных компонентов пен, имеет свойство, называемое диамагнетизмом.
Это означает, что молекулы воды могут намагничиваться в направлении, противоположном приложенному магнитному полю. Следовательно, сильное магнитное поле может использоваться для левитации воды в пене внутри отверстия магнита силой 18 Тесла. Это предотвращает дренаж и позволяет поддерживать очень высокий уровень жидкости в пене.Исерт и его коллеги использовали этот подход для изучения укрупнения пен с сильно различающимися жидкими фракциями.
В результате они экспериментально подтвердили теоретические предсказания десятилетней давности о росте размера пузырьков как для сухой, так и для жидкой пены. Они обнаружили, что для жидкой фракции около 30%, что соответствует пене с пузырьками, которые перестают соприкасаться, газообмен между пузырьками и соответствующие законы роста изменяются.
Затем они изучат, как локальная микроскопическая динамика влияет на глобальную динамику пены. Это представляет особый интерес, когда пена переходит из жидкой формы в твердую.