Svanire come una bolla di sapone potrebbe non essere così semplice, se la bolla in questione è quella creata da un team di ricercatori dell’Università di Lille, in Francia. Gli scienziati, infatti, hanno realizzato una bolla di acqua e glicerolo che ha mantenuto intatta la sua forma per 465 giorni: un risultato record per un oggetto che solitamente è simbolo di tutto ciò che è fragile ed effimero.
Le caratteristiche di questa insolita bolla di sapone sono state pubblicate sulla rivista Physical review fluids e quanto ottenuto dai ricercatori potrebbe spianare la strada alla progettazione di un’intera nuova classe di oggetti – come schiume e pellicole – costituita da materiali simili, con proprietà fisiche e chimiche tutte da scoprire.
La scienza dietro una bolla di sapone
Per quanto poetica e bella da vedere, una bolla di sapone è un fenomeno fisico piuttosto semplice: si tratta di uno strato di pellicola di sapone che ha incapsulato l’aria al suo interno e ha assunto una forma sferica. A sua volta la pellicola è costituita da un sottile foglio d’acqua racchiuso tra due strati di molecole di sapone. Se ottenere una bolla stabile costituita solo di acqua è impossibile, il sapone presente all’interno della soluzione è in grado di diminuire la tensione superficiale della pellicola, e quindi, bilanciando le pressioni interne ed esterne, di conferire maggiore stabilità alla struttura.
Certo, una stabilità comunque precaria. In un ambiente in condizioni atmosferiche normali, infatti, ci sono almeno tre fattori che contribuiscono allo scoppio – piuttosto repentino – di una bolla di sapone: in primo luogo la forza di gravità e i processi di evaporazione, che possono diminuire la quantità di acqua presente nella bolla, e in secondo luogo la formazione di minuscoli nuclei di gas all’interno della bolla stessa: tutto ciò porta alla destabilizzazione della struttura sferica, e allo scoppio della bolla di sapone.
La chiave nelle “biglie di gas”
Per ottenere una bolla stabile, i ricercatori sono ricorsi alle cosiddette “biglie di gas”, bolle estremamente forti e stabili create in laboratorio intrappolando una piccola quantità di gas in una pellicola liquida circondata da microparticelle composte da polimeri plastici. Queste ultime si raggruppano sul guscio della bolla, rendendola talmente stabile da poter essere tenuta in mano o arrotolata lungo una superficie. Secondo i ricercatori, le biglie di gas sono strutture meno propense a scoppiare in quanto la presenza delle microparticelle è in grado di inibire l’effetto della gravità sulla stabilità della bolla. Quello che finora non avevano mai visto, però, è quanto potesse resistere una bolla ottenuta in questo modo.
La scienza dell’acqua saponata
Per farlo, gli scienziati hanno studiato diversi tipi di strutture sferiche: le bolle di sapone tradizionali, le biglie di gas a base d’acqua e biglie di gas a base di acqua e glicerolo (o glicerina), materiale che viene utilizzato anche nelle miscele per le bolle di sapone per bambini. I ricercatori hanno dimostrato che le biglie di gas a base di acqua sono in grado di dare luogo a strutture molto più stabili rispetto alle classiche bolle di sapone: quelle create dai ricercatori francesi sono rimaste intatte anche per 60 minuti. Niente a che vedere, comunque, con le biglie di gas a base di acqua e glicerolo: tutte le bolle create sono durate almeno 101 giorni, e la più longeva ha resistito più di un anno, 465 giorni.
Secondo gli autori il comportamento delle biglie di gas è dovuto al fatto che il glicerolo è un materiale in grado di assorbire facilmente l’umidità dall’ambiente circostante: in questo modo, quindi, il glicerolo sarebbe in grado di reintegrare l’acqua che evapora dall’interno della bolla. Le microparticelle polimeriche, invece, come visto precedentemente, risolverebbero il problema della forza di gravità: dei tre fattori che incidono sulla stabilità delle bolle, quindi, rimarrebbero solo i piccoli nuclei gassosi, che però a questo punto possiedono meno possibilità di far scoppiare la bolla.
Ma perché allora, dopo quasi un anno, la storia della longeva bolla di acqua e glicerolo ha avuto una fine? Probabilmente a causa di un imprevisto fattore esterno: i microorganismi. Come si legge nelle note dell’articolo, le bolle di acqua e glicerolo durante il loro ultimo mese di vita sono diventate leggermente verdi, il che significa che probabilmente sulla loro superficie hanno iniziato a proliferare funghi e batteri (la presenza di acqua e glicerolo infatti ha reso le biglie di gas un ambiente perfetto i microbi). Secondo i ricercatori, quindi, è a causa di questi organismi se il fortunato esperimento è svanito, è il caso di dirlo, come una bolla di sapone.
