Le schiume sono onnipresenti nella nostra vita quotidiana, dalle bollicine del caffè mattutino alla schiuma del nostro shampoo. Sono inoltre utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni industriali, come imballaggi alimentari, prodotti per la cura personale e sistemi antincendio.
La capacità delle schiume di diffondersi o scivolare sulle superfici è importante in molte di queste applicazioni. Ad esempio, la diffusione della schiuma è essenziale per un confezionamento efficiente degli alimenti, poiché consente alla schiuma di riempire il contenitore e proteggere gli alimenti da eventuali danni. Allo stesso modo, lo scorrimento della schiuma è importante nei prodotti per la cura personale, poiché consente di applicare facilmente la schiuma sulla pelle o sui capelli.
Nonostante l’importanza della diffusione e dello scorrimento della schiuma, i meccanismi alla base di questi fenomeni non sono ben compresi. Ciò è dovuto in parte alla natura complessa delle schiume, che sono costituite dalla dispersione di bolle di gas in un liquido.
In un nuovo studio, pubblicato sulla rivista Physical Review Fluids, scienziati dell’Università della California, Santa Barbara e dell’Università di Chicago hanno utilizzato una combinazione di esperimenti e simulazioni al computer per studiare la diffusione e lo scorrimento delle schiume sulle superfici.
I ricercatori hanno scoperto che la diffusione della schiuma è guidata dalla tensione superficiale del liquido. La tensione superficiale è la tendenza di un liquido a ridurre al minimo la sua area superficiale. Quando la schiuma viene posizionata su una superficie, la tensione superficiale del liquido attira le goccioline di schiuma l'una verso l'altra, provocandone la diffusione.
I ricercatori hanno anche scoperto che lo scivolamento della schiuma è guidato dallo stress di taglio tra la schiuma e la superficie. Lo stress di taglio è la forza per unità di area applicata tangenzialmente ad una superficie. Quando la schiuma viene posizionata su una superficie, lo sforzo di taglio tra la schiuma e la superficie fa sì che la schiuma scivoli.
I risultati di questo studio forniscono nuove informazioni sui meccanismi alla base della diffusione e dello scorrimento della schiuma. Questa conoscenza potrebbe portare a progressi in settori che vanno dalla lavorazione degli alimenti ai prodotti per la cura personale, dove la capacità di controllare la diffusione e lo scorrimento delle schiume è essenziale.
