想必大多數人小時候都玩過吹泡泡，畢竟哪個少年不想在心儀的女生面前秀一波操作，而哪個少女又不喜歡在陽光下閃耀著七彩光芒的泡泡呢？
只不過，要把泡泡玩出花來，可能就不是那麼簡單了。泡泡雖然看似很脆弱，但其實它們也有一些複雜的物理知識基礎作為支撐，長期以來，在物理學界，吹泡泡一直都是一門“嚴肅的科學”。
所以有一群看似正經的物理學家，他們想的卻是如何“吹”出世界上最好、最大的泡泡，要問為什麼？別問，問就是要最大的！
如何“吹好”泡泡？
早在19世紀，比利時物理學家約瑟夫·普拉託就概述了決定肥皂膜結構的四條基本表面張力定律，即普拉託定律。
根據他提出的定律，泡泡之所以會呈圓形是因為水的表面張力。由於重力的存在，液體會被這股力量往下拉，但是水分子間的相互吸引力比水分子與空氣之間的吸引力強，因此氣液間的表面積就會增大，在這個過程中，液體會逐漸“變胖”，其形狀看起來就像是一個圓。而
當給定的體積不變時，圓形的表面積是最小的，也就是說，需要的能量最少，所以泡泡就朝著圓滑的方向發展了。
在普拉託之後，也有不少科學家都開始加入到“如何吹泡泡”這項工作，先別急著笑，這可真不是為了娛樂，他們是在正經玩。
20世紀40年代時，美國植物學家埃德溫·馬茨克（Edwin Matzke）就在他的實驗室裡開始手工製造泡泡，他注意到泡泡的形狀和植物組織中的細胞很相似，於是試圖通過泡泡來解讀細胞的某些特性...（不得不說，想法很獨特啊。）
到了1994 年，來自愛爾蘭的數學家們都不再自己吹泡泡了，而是利用計算機建模來確定最佳幾何形狀的泡泡；另外，德國和美國的科學家們則使用聲學懸浮（巨大的聲波）使泡泡懸浮在半空中，而這是為了觀察環繞聲對泡泡中複雜諧波結構的影響。（看起來很厲害的亞子..）
距離現在更近一點的2006年，來自哈佛大學的科學家發現，在肥皂液中加入微小的膠體顆粒能夠在泡泡水外形成一層“保護膜”，讓產生的泡泡更加穩定，並且還能塑造出不同的形狀。除此之外，科學家們甚至構建了初步的微流體泡泡邏輯（AND / OR / NOT）設備，可用於傳輸治療藥物或化學試劑。
如何吹大泡泡？
但是到了近幾年，物理學家們又轉向了一個新的方向——怎麼才能將泡泡吹得更大呢？
既然是“吹”，那必然少不了氣流的作用。在2016年，法國國家科學研究中心的兩位物理學家制定了一個理論模型，用來試驗氣流噴射到肥皂液膜時形成氣泡的確切機制。
為此他們還專門製作了一個大型“造泡泡”設備，用來張開足足一米寬的垂直皂液膜。首先將肥皂溶液小心地倒在設備的棉線上，接著拉開兩根粘連在一起的棉線，讓肥皂溶液形成一層薄的皂液膜。
準備完成後，他們用流速不同的氣體向皂液膜噴射，並使用高速攝像機拍攝觀察吹入氣體的速度和氣泡的產生情況。
結果發現，氣泡僅在一定速度以上才會形成，而速度又取決於噴射氣流的寬度，如果射流較寬，那麼形成氣泡的閾值將較低，簡單來說，就是噴射的這股氣流要和你皂液膜寬度相等甚至更寬，氣泡才會更容易形成。
大家也可以回想小時候吹泡泡的那根小棒子，上面的圓環一般都會比嘴巴要小，因為我們是通過嘴巴吹出氣流。
這還沒完，在上面研究的基礎上，紐約大學應用數學實驗室的數學家對此進行了微調，進一步得出了推動液膜形成泡泡所需的流速，以及這種流速和圓圈尺寸等數據的相關參數。
根據他們的實驗發現，氣流對泡泡的影響有兩種不同的方式：一種是用強勁而穩定的風推動圓形的皂液膜來形成泡泡；另一種則是通過輸送緩慢而輕柔的風注入到小泡泡中，再把泡泡慢慢吹大。
而我們看到街頭表演弄出的巨型泡泡就用到了第一種方法，表演者會跑起來或者快速揮動手臂，來提供皂液膜“變凹”所需要的強勁而穩定的氣流。
除了氣流因素之外，肥皂液的組成成分也是“吹出大泡泡”另一個非常重要的因素。
說到這裡，那就不得不提一下美國埃默裡大學的賈斯汀·伯頓（Justin Burton）副教授，他在巴塞羅那開會時碰見街頭表演者吹出了巨大的泡泡，在陽光的照耀下，泡泡出現了薄膜干涉的光學現象。
對此，伯頓教授知道這是由於光從薄膜的兩個表面反射時產生的干涉圖樣所致，讓他感到驚訝的並非這個，而是如此薄的泡泡是怎麼維持那麼大表面積卻沒有破裂。
於是他回到家後開始研究泡泡的配方，並且還叫上了他的學生在實驗室一起玩吹泡泡。
經過多次實驗，他發現聚合物對大泡泡的形成起了至關重要的作用，因為聚合物可以使氣泡的堅韌度提高，從而讓泡泡吹得更大還不容易爆開。
賈斯汀·伯頓和他的學生在一起“玩泡泡”
最後給大家簡單介紹下大泡泡的入門配方：1KG等離子水（就是普通礦泉水）、50ml洗滌劑、2~3克瓜爾膠（一種常見的增稠食品添加劑，充當聚合物）、2克發酵粉、50ml酒精。
除了配方，吹大泡泡的工具也很重要。在Soap Bubble Wiki上介紹了一種自制的工具，能吸取儘可能多的泡泡水，吹出大泡泡。
有條件的同學可以自己試試，成功吹出巨型泡泡的可以在留言區告訴大家，或者發出來讓大家康康。
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關鍵字: 2019未來科學大獎 泡泡 物理
