生活中，洗衣液、沐浴露、洗頭膏都是我們?nèi)粘Ｇ鍧嵥栉锲?。它們的種類各異，有的雙手摩擦就可以產(chǎn)生豐富的泡沫，有的則是無(wú)泡的類型。人們?cè)谶x擇有泡和無(wú)泡類型上也各有偏好，對(duì)廣大泡沫黨而言，豐富且細(xì)膩的泡沫就是 " 洗得干凈 " 的代名詞。但你知道嗎，小小泡沫的背后，也藏著不少科學(xué)小秘密哦。

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Part.1

泡沫是如何產(chǎn)生的？

泡沫從定義上來(lái)說(shuō)是由不溶性氣體分散在液體或熔融固體中所形成的分散物系。泡沫在日常生活中普遍存在。例如：搖晃礦泉水瓶，水面可能會(huì)出現(xiàn)稍縱即逝的泡沫；若是再往這個(gè)瓶子里添加一些肥皂水，那么就會(huì)發(fā)現(xiàn)相比于之前很快破滅的 " 水泡沫 "，裝有肥皂水的瓶子中產(chǎn)生的泡沫持續(xù)的時(shí)間更長(zhǎng)，也不容易破，不少人的童年樂(lè)趣 " 吹泡泡 " 也是如此。

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這兩種泡泡之所以在 " 壽命 " 上存在差異，是 "排水效應(yīng)" 不同的體現(xiàn)。我們都知道，由于引力作用，水會(huì)往低處流，因此泡沫外層的水也會(huì)很自然地往下流，然而由于肥皂水中存在的一些物質(zhì)可以對(duì)抗排水效應(yīng)，從而使肥皂水的泡沫可以長(zhǎng)時(shí)間存在。

肥皂水中可以對(duì)抗排水效應(yīng)的神秘物質(zhì)就是大名鼎鼎的表面活性劑，它有一個(gè)響當(dāng)當(dāng)?shù)拿?hào)——工業(yè)味精。它的種類豐富，有超過(guò)一萬(wàn)種。殺蟲(chóng)劑、農(nóng)藥以及洗衣粉、肥皂、洗發(fā)水中都有它的身影，在食品工業(yè)中也往往需要它。因此曾有人說(shuō)：" 如果沒(méi)有表面活性劑，有 90% 的化學(xué)工作者將會(huì)失業(yè)。"

從構(gòu)成來(lái)講，表面活性劑分子具有典型的兩端結(jié)構(gòu)：一端是親水而憎油的基團(tuán)，該基團(tuán)易溶于水，被稱為親水基；另一端是親油而憎水的基團(tuán)，該基團(tuán)不溶于水而易溶于油，被稱為憎水基。這樣的兩端結(jié)構(gòu)使表面活性劑具有了清潔功能。表面活性劑的親水基與水的相互作用更強(qiáng)，會(huì)形成親水外層，而憎水基則與水相互排斥，因此表面活性劑分子會(huì)在水中定向排列。

綠色為親水基，黃色為憎水基

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如此排列的妙處在于，削弱了水分子之間的引力，降低了水的表面張力。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，這樣既可以讓衣服快速且充分地濕潤(rùn)，同時(shí)促使污漬分散乳化，從衣服表面脫落下來(lái)。

當(dāng)表面活性劑在水表面排滿后，水的表面張力就降到了最低，其他表面活性劑分子就進(jìn)入溶液，形成膠束。膠束是排列有序的無(wú)數(shù)個(gè)表面活性劑分子，呈球狀或棒狀的聚集，親水基團(tuán)朝外，親油基團(tuán)朝里。

表面活性劑在水中的排列形式

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在形成泡泡的過(guò)程中，表面活性劑作為起泡劑和穩(wěn)泡劑而起作用。將起泡劑加入水溶液中，其親水基與水分子強(qiáng)烈地互相吸引，朝向水層；而憎水基處于空氣中或氣泡內(nèi)，在界面層或表面上的定向排列，從而降低界面張力或表面張力。起泡劑有利于形成分布均勻且孔徑適中的小氣泡，并保證氣泡上升形成泡沫層。

起泡劑在氣 - 液界面的吸附示意圖

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氣泡容易破裂怎么辦？這時(shí)就需要穩(wěn)泡劑了。穩(wěn)泡劑與泡沫有較強(qiáng)的親和力，可有效地吸附在已形成泡沫的表面，從而將泡沫有效包裹，使得已形成的泡沫更為穩(wěn)定，減少了氣泡兼并和破裂現(xiàn)象。穩(wěn)泡劑的使用，也讓氣泡的分布更為均一且細(xì)小，起泡高度較高。

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Part.2

如何產(chǎn)生更多的泡泡？

小時(shí)候我們吹泡泡常常會(huì)使用一種帶有閉合圓圈的工具，其作用是將液體在其中的空間上鋪展成薄膜，便于人們向薄膜中吹入空氣，使其拉伸。再依靠液體表面的張力，讓被拉伸的薄膜自發(fā)收緊閉合，形成氣泡。舉一反三，為了在吹泡泡時(shí)，產(chǎn)生更多的氣泡，提高空氣和液體混合的效率，人們采用了最為直接的辦法，即增加圓圈的數(shù)量。越多閉合圓圈，就可以產(chǎn)生越多的泡泡。

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還有我們洗澡時(shí)用的浴花，洗臉用的海綿，它們密布的網(wǎng)狀或多孔結(jié)構(gòu)，也起到了同樣的作用，有利于液體和空氣的充分混合，從而形成細(xì)膩的泡沫。起泡瓶也是如此，它可以將空氣和液體快速混合，若是我們打開(kāi)起泡瓶的手壓泵頭，會(huì)發(fā)現(xiàn)秘訣同樣是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)——篩網(wǎng)。

近年來(lái)，泡沫泵頭的利用度很高，在其咽喉處的膨大氣室是產(chǎn)生泡沫的關(guān)鍵。在第一次按壓后松開(kāi)時(shí)，在泵頭上部形成低壓，空氣進(jìn)入氣室中，液體也被帶到泵頭上部。第二次按壓時(shí)，氣室的氣壓增大，液體與空氣進(jìn)入位于管道上的篩網(wǎng)，這樣就會(huì)吹出泡泡。篩網(wǎng)越小，吹出的泡泡越小，泡沫越細(xì)膩。

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說(shuō)到這里，你是否明白了和泡泡相關(guān)的這些知識(shí)呢？原來(lái)，泡泡的產(chǎn)生離不開(kāi)表面活性劑；原來(lái)，產(chǎn)生更多泡泡的秘訣是網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)。