Лопающиеся пузыри — обычное летнее развлечение для детей, но за этим процессом скрывается важный механизм распространения загрязнений и даже инфекций. Когда пузырь лопается, он выбрасывает в воздух мельчайшие капли, которые могут переносить вирусы, бактерии или токсичные вещества. Ученые из Университета Иллинойса решили разобраться, как загрязнения на поверхности пузырей влияют на этот процесс.

Раньше исследования фокусировались на чистой воде, но в реальности пузыри почти всегда покрыты чем-то посторонним — микропластиком, органическими веществами или патогенами. Профессор Цзе Фэн и его команда создали модель, которая предсказывает, как загрязнения изменяют размер выбрасываемых капель, и подтвердили ее экспериментами.

Подробности опубликованы в издании Physical Review Letters.

Представьте водоем с промышленными отходами или сточными водами, — объясняет Фэн. — Когда пузыри поднимаются на поверхность, они собирают все, что есть в воде. А когда лопаются, разбрызгивают это в воздух. Так загрязнения могут распространяться на большие расстояния.

Чтобы смоделировать загрязненный пузырь, ученые использовали систему, которая создает пузыри и покрывает их тонким слоем силиконового масла.

Затем они наблюдали, как меняется процесс разбрызгивания в зависимости от вязкости и толщины масляного слоя.

Мы ввели новый параметр — модифицированное число Онезорге, — говорит аспирант Чжэнью Ян. — Оно учитывает влияние загрязнений на динамику струи.

Число Онезорге — безразмерный параметр, который описывает, как вязкость и поверхностное натяжение жидкости влияют на формирование струи при разрыве пузыря. Чем оно выше, тем сильнее загрязнения «тормозят» выброс капель.

Теперь ученые хотят изучить, как ведут себя множественные пузыри, потому что в природе они редко лопаются поодиночке. Это поможет лучше понять, как предотвращать распространение вредных веществ через аэрозоли.

Этот эксперимент может помочь в нескольких сферах:

• Экология — предсказание распространения токсинов после разливов нефти.
• Медицина — понимание механизма передачи инфекций через аэрозоли в водоемах.
• Промышленность — контроль выбросов на производствах, где используются пузырьковые системы.

Исследование проводилось в лабораторных условиях с искусственными загрязнителями (силиконовым маслом), тогда как в природе состав поверхностных пленок гораздо сложнее. Не факт, что модель будет одинаково точной для всех типов загрязнений.

Ранее ученые заявили, что человечество пьет пестициды и не замечает этого.