如何令肥皂泡变「恒久」？
刊登日期: 2022年8月27日

不论是大人，还是小朋友，都喜欢飘浮半空的肥皂泡。肥皂泡除了充满梦幻的外表，原来亦充满着值得研究的科学，我们一起来仔细看看吧！

通常我们用饮管在清水中吹气，并不能产生持久的泡泡，原因是受制于重力和水的表面张力。重力令泡泡顶部的水向下流从而变薄，而水的表面张力令泡泡从薄弱部分加速裂开，就像把气球刺破一样。水的表面张力源自于水分子之间的内聚力，内聚力使水分子尽可能互相靠拢，这样会导致水与空气的界面倾向达到最小面积，像是一块延展了、具有张力的橡皮。（图1）至于泡泡液能够形成肥皂泡，全赖它具有「表面活性剂」，降低了水的表面张力。表面活性剂的分子结构很特别，有一个喜欢水的「亲水端」和一个不喜欢水的「疏水端」。当吹出肥皂泡时，表面活性剂会集结在空气和水的界面上，使疏水端尽可能离开水。最终肥皂膜的内外表面都会有一层表面活性剂，把水夹在中间。（图2）

可是，玩过吹泡泡的朋友都会发现，有时泡泡不消十数秒便会破掉，这是因为除了重力，另一个令肥皂泡破裂的原因是泡泡液的水分蒸发了。今年，法国里尔大学的科学团队发表一项研究，他们在泡泡溶液内加入甘油及塑胶微粒阻止水分蒸发，制造出能够维持465天的泡泡。可惜这种泡泡太重，并不能在空中飘浮。

也许我们玩的肥皂泡不用维持这么长的时间，但在家中自行调配能长久维持的泡泡液也是很有趣的探究。网上找到的配方大都离不开洗洁精、甘油、透明胶水等成分。洗洁精提供了表面活性剂，而透明胶水含有聚乙烯醇(PVA)，这种聚合物能够令肥皂膜的粘弹性增加，以提高肥皂膜的强度，在吹巨型泡泡时尤其重要。另外，上文提到的甘油，能够与水分子形成氢键，减慢水分蒸发。（图3）纵然甘油这么有用，加入的分量也要适可而止，因为同等体积的甘油比水重，加入太多反而会令肥皂泡变重容易下坠。掌握了上述不同成分的特性，也参考了我们实验的结果，你也来试试调配自己的泡泡液配方，看看能否制造出又轻又持久的泡泡吧！

除了从泡泡液的配方着手，环境因素也会影响肥皂泡的表现。湿度高的日子，泡泡液的蒸发速度会减慢，寿命会更加长。又例如在阳光普照的日子，接近地面的空气受热膨胀形成上升气流，肥皂泡便可以乘着这些气流飞得更高。你又能想到什么方法让肥皂泡停留在半空，不会下坠呢？