23–27 апреля в Воронеже пройдет Международный студенческий турнир трех наук, участники которого будут соревноваться в решении исследовательских задач по физхимии, биофизике и биохимии. Студентам, в частности, предстоит защитить свои решения в процессе научной дискуссии с оппонентами и рецензентами из других команд.
Организаторы турнира прислали нам пример одной из прошлогодних задач. Многие любят выдувать мыльные пузыри. Но каким же, с физической и химической точек зрения, должен быть раствор для мыльного пузыря, чтобы тот оказался самым большим и прочным? Этим вопросом задалась команда-победительница Турнира трех наук 2014 года.
Студенты Воронежского государственного университета, докладывавшие в финале турнира решение задачи «Непоколебимый пузырь», выяснили, что секрет огромных мыльных пузырей не так уж сложен. Чтобы получить гигантские пузыри, достаточно сделать раствор, состоящий из 60–70% глицерина, 30% воды и 5% ПАВ (поверхностно-активного вещества), например Fairy. Оптимальный состав раствора можно объяснить с физической точки зрения. Действительно, если глицерина добавить слишком мало, то стенки пузыря будут недостаточно прочными. С другой стороны, если переборщить с глицерином, мыльный пузырь будет чересчур тяжелым и не выдержит собственного веса. Также очень важно отцедить раствор, чтобы в нем не было неоднородностей. Используя такой простой состав, можно достичь толщины стенки пузыря в несколько десятков нанометров. А из нескольких капель мыльного раствора возможно выдуть пузырь диаметром почти в метр, что и было продемонстрировано командой на самом турнире вживую.
На графике представлена экспериментальная зависимость радиуса пузырей от концентрации глицерина:
Как видно, действительно, максимальный радиус пузыря достигается при концентрации глицерина около 70%.
Подробная информация о Турнире трех наук опубликована в официальной группе мероприятия.