Le bolle di sapone stimolano il ragionamento scientifico

La breve e insicura vita delle bolle di sapone, oltre che affascinante, è un ottimo stimolo per il ragionamento scientifico

di Ugo Finardi – Chimico, ricercatore CNR

Facciamo le bolle e scopriamo che principi fisici importanti si apprendono osservando la loro forma e il colore.  Cominciamo dai riflessi cangianti: come si formano? La risposta è in una parola: interferenza. I colori iridescenti sono causati dall’interazione tra la luce solare e il film che compone la bolla. Non si tratta, come verrebbe spontaneo pensare, degli stessi colori dell’arcobaleno. Il fenomeno è, piuttosto, simile alle sfumature che si formano su una macchia d’olio che galleggia nell’acqua. La luce colpisce la bolla e alcuni raggi sono riflessi dalla superficie esterna, mentre altri penetrano all’interno e vengono deviati e riflessi.

Osservando i colori si capisce quando scoppia

Il colore è dato dallo spessore dello strato: i film più spessi riflettono la luce blu-verde. A mano a mano che si assottigliano passano al blu, al magenta e infine al giallo oro.

Quando il film diventa talmente sottile da essere paragonabile alla lunghezza d’onda del raggio di luce incidente (circa 25 nanometri) la bolla è trasparente ed è sul punto di scoppiare. Osservando i colori, pertanto, si può capire la vita della bolla.

Non solo acqua e sapone

Passiamo ora alla struttura. La bolla non è fatta solo di sapone: c’è ovviamente l’acqua e spesso anche degli additivi, come lo zucchero o la glicerina, che ritardano l’evaporazione. Acqua e sapone sono fluidi che, tenuti insieme dalla propria tensione superficiale, sono resi stabili dall’effetto Marangoni, un complicato meccanismo di trasferimento di materia che prende il nome dal proprio scopritore.

La temperatura influisce 

Alle alte temperature le bolle di sapone resistono poco, ma in compenso possono congelare e cadere a terra a temperature molto basse (sotto i -25 °C). Una ricerca su YouTube per “frozen soap bubbles” mostrerà decine di filmati sull’argomento.

Le bolle possono fondersi tra loro: in questo caso l’insieme seguirà il principio fisico che vuole che la superficie totale sia sempre la minore possibile.

Bolle e micelle

Acqua e sapone sono i componenti principali anche delle “micelle”, aggregati sferici costituiti da un tensioattivo che, in particolari concentrazioni, crea minuscole sfere e cilindretti all’interno dei quali si trova l’acqua. Le micelle sono utilizzate nella ricerca medica più avanzata per consegnare i farmaci a domicilio (il termine inglese è “drug delivery”) utilizzando basse concentrazioni ed evitando molti effetti collaterali.

La ricetta delle bolle

Chi conosce la ricetta per bolle di sapone durevoli se la tiene stretta. Molto dipende dal sapone che si usa. In generale, serve del sapone liquido molto concentrato, del tipo usato per lavare i piatti.

Si mescola una tazzina da caffè di sapone con 12 tazzine di acqua e un terzo di tazzina di glicerina. Si lascia riposare la miscela a lungo (almeno due giorni) perché più la miscela è stabile, più le bolle diventano grandi.

I giorni migliori per fare le bolle? Quelli non troppo freddi e molto umidi.

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