如何令肥皂泡變「恆久」？
刊登日期: 2022年8月27日

不論是大人，還是小朋友，都喜歡飄浮半空的肥皂泡。肥皂泡除了充滿夢幻的外表，原來亦充滿著值得研究的科學，我們一起來仔細看看吧！

通常我們用飲管在清水中吹氣，並不能產生持久的泡泡，原因是受制於重力和水的表面張力。重力令泡泡頂部的水向下流從而變薄，而水的表面張力令泡泡從薄弱部分加速裂開，就像把氣球刺破一樣。水的表面張力源自於水分子之間的內聚力，內聚力使水分子儘可能互相靠攏，這樣會導致水與空氣的界面傾向達到最小面積，像是一塊延展了、具有張力的橡皮。（圖1）至於泡泡液能夠形成肥皂泡，全賴它具有「表面活性劑」，降低了水的表面張力。表面活性劑的分子結構很特別，有一個喜歡水的「親水端」和一個不喜歡水的「疏水端」。當吹出肥皂泡時，表面活性劑會集結在空氣和水的界面上，使疏水端儘可能離開水。最終肥皂膜的內外表面都會有一層表面活性劑，把水夾在中間。（圖2）

可是，玩過吹泡泡的朋友都會發現，有時泡泡不消十數秒便會破掉，這是因為除了重力，另一個令肥皂泡破裂的原因是泡泡液的水分蒸發了。今年，法國里爾大學的科學團隊發表一項研究，他們在泡泡溶液內加入甘油及塑膠微粒阻止水分蒸發，製造出能夠維持465天的泡泡。可惜這種泡泡太重，並不能在空中飄浮。

也許我們玩的肥皂泡不用維持這麼長的時間，但在家中自行調配能長久維持的泡泡液也是很有趣的探究。網上找到的配方大都離不開洗潔精、甘油、透明膠水等成分。洗潔精提供了表面活性劑，而透明膠水含有聚乙烯醇(PVA)，這種聚合物能夠令肥皂膜的粘彈性增加，以提高肥皂膜的強度，在吹巨型泡泡時尤其重要。另外，上文提到的甘油，能夠與水分子形成氫鍵，減慢水分蒸發。（圖3）縱然甘油這麼有用，加入的分量也要適可而止，因為同等體積的甘油比水重，加入太多反而會令肥皂泡變重容易下墜。掌握了上述不同成分的特性，也參考了我們實驗的結果，你也來試試調配自己的泡泡液配方，看看能否製造出又輕又持久的泡泡吧！

除了從泡泡液的配方著手，環境因素也會影響肥皂泡的表現。濕度高的日子，泡泡液的蒸發速度會減慢，壽命會更加長。又例如在陽光普照的日子，接近地面的空氣受熱膨脹形成上升氣流，肥皂泡便可以乘著這些氣流飛得更高。你又能想到甚麼方法讓肥皂泡停留在半空，不會下墜呢？