泡沫是一种将空气或气泡困在固体或液体中制成的物质。通常情况下,气体的体积比液体或固体的体积大得多,薄膜将气穴隔开。
泡沫的另一个定义是泡沫液体,特别是当泡沫或泡沫不受欢迎时。泡沫会阻碍液体流动,阻碍气体与空气的交换。可将消泡剂添加到液体中,以帮助防止形成气泡。
术语泡沫也可指类似泡沫的其他现象,例如泡沫橡胶和量子泡沫。
为了形成泡沫,必须满足三个要求。增加表面积需要机械工作。这可以通过搅拌、将大量气体分散到液体中或将气体注入液体中来实现。第二个要求是必须存在表面活性剂或表面活性成分以降低表面张力。最后,泡沫的形成速度必须快于其分解速度。
泡沫本质上可以是开孔的,也可以是闭孔的。在开孔泡沫中,孔隙连接气体区域,而闭孔泡沫具有封闭的孔。细胞通常排列紊乱,气泡大小不一。细胞呈现最小的表面积,形成蜂窝形状或镶嵌。
泡沫由Marangoni效应和范德华力稳定。Marangoni效应是由于表面张力梯度引起的沿流体界面的传质。在泡沫中,这种效应起到恢复薄片(一种相互连接的薄膜网络)的作用。当存在偶极表面活性剂时,范德华力形成双电层。
当气泡从泡沫中升起时,泡沫就会不稳定。此外,重力将液态气体泡沫中的液体向下拉。由于整个结构中的浓度差异,渗透压会排出薄片。拉普拉斯压力和分离压力也会使泡沫失稳。
液体中气体形成的泡沫包括搅打奶油、阻燃泡沫和肥皂泡。起皱的面包面团可视为半固态泡沫。固体泡沫塑料包括干木材、聚苯乙烯泡沫塑料、记忆泡沫塑料和垫子泡沫塑料(用于露营和瑜伽垫)。也可以用金属制造泡沫。
泡泡和沐浴泡沫是泡沫的有趣用途,但它也有许多实际用途。
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