La fascinación de Justin Burton con las pompas de jabón comenzó en Barcelona, España, hace seis veranos. «Hacía calor y humedad, y había muchachos en la calle haciendo estas enormes burbujas», dice. «Pensé que era lo mejor». Cuando regresó a su casa, su hermana le dio una varita gigante de burbujas. Incluía una receta para una solución para hacer burbujas. Burton comenzó a soplar. Ahora ha mejorado la receta y está listo para compartirla.
Por cierto, Burton no es el típico soplador de burbujas. Como físico en la Universidad Emory en Atlanta, Georgia, estudia fuerzas en la naturaleza. Esas fuerzas incluyen efectos sobre los fluidos que fluyen. Cuanto más pensaba en las burbujas, más quería saber cómo se hacían.
“¿Qué tienen las soluciones de burbujas que las hacen estirarse sin rasgarse y durante tanto tiempo?”, Pregunta. Ahora lo ha descubierto. Y él y su equipo informaron los resultados de su investigación científica el 1 de agosto en arXiv.org.
Encontraron grandes burbujas con el equilibrio justo de fuerzas naturales. La burbuja tiene que ser elástica, pero no tanto que se rompa. Y la mezcla jabonosa húmeda tiene que fluir uniformemente para formar la burbuja, resistiendo una tendencia a estallar. También tiene que permanecer unido, incluso cuando la gravedad lo empuja hacia abajo y parte del agua se evapora.
En su nuevo estudio, Burton y sus colegas identificaron el ingrediente secreto detrás de estos rasgos: un polímero. Es lo que mantiene unida la burbuja pero también la deja fluir.
Los polímeros son largas cadenas de moléculas idénticas. En el caso de Burton, recomienda uno llamado guar. Está hecho de fibras naturales. Esas fibras ayudan a formar polímeros de cadena larga cuando se disuelven en agua. Es por eso que el guar se usa como espesante en muchos alimentos, incluidos los helados y los postres.
Agregar polímeros como guar a las recetas de burbujas puede producir resultados colosales. La burbuja de flotación libre más grande oficial se hizo explotar en 2015 en Cleveland, Ohio. Tenía un volumen de 96.27 metros cúbicos (casi 3,400 pies cúbicos). Eso es aproximadamente el mismo volumen que aproximadamente 13,545 pelotas de baloncesto. También tiene el tamaño de un aula grande (aunque, por supuesto, no tiene la misma forma).
Quizás lo más sorprendente es que esa burbuja de récord probablemente incluyó solo unos 300 mililitros, o solo un poco más de una taza, de solución de burbujas. Burton dice que en burbujas tan grandes, la película de jabón se adelgaza a través de la estructura en globo a un grosor de aproximadamente un micrómetro (también llamado micrón). Eso es una millonésima parte de un metro (0,0004 pulgadas).
«Es sorprendente que puedas tener una película de un grosor de micras que se extienda a estas dimensiones», dice Burton.
La ventaja del polímero
«Las moléculas de polímero agregadas en agua jabonosa no solo aumentan la viscosidad [espesor] del líquido, sino que también cambian la forma específica en que fluye», dice Laurent Courbin. Es físico en la Universidad de Rennes, en Francia. No trabajó en este estudio con Burton, pero sí estudia burbujas. Hace unos años, informó sobre cómo el flujo de aire puede afectar la formación de burbujas.
Los científicos de Emory utilizaron varios experimentos diferentes para probar burbujas. Para medir el grosor de las películas de jabón, construyeron un dispositivo que podría producir una película de jabón y mantenerla en su lugar. Entonces, brillaron una luz a través de él. No podían usar la luz visible, que pasaría sin cambiar. (Es por eso que puedes ver a través de una burbuja). En su lugar, usaron luz infrarroja (In-fruh-RED), que tiene longitudes de onda más largas que la luz ordinaria.
El agua absorbe la luz infrarroja. (Esta es una razón por la cual el aire se calienta: el vapor de agua absorbe energía del sol, calentando las moléculas de aire). Entonces, cuando la luz infrarroja pasó a través de la película de jabón, el agua absorbió algunas longitudes de onda. Al medir la luz infrarroja que pasaba, podían ver cuánto se había absorbido. Usaron esa información para calcular el grosor de la película.
