Xaboi-burbuila

Xaboi-burbuilak itxuraz sistema sinpleak diren arren, interes zientifiko handikoak dira, haien konplexutasun fisiko-kimikoa dela eta. Uraren eta gainazal-aktiboen (surfaktanteen) geruza mehe batek airea harrapatzean eratzen dira. Surfaktante horien eginkizun nagusiak gainazaleko tentsioa murriztea eta egitura egonkortzea dira. Geruza mehe horrek indar kohesiboen eta adesiboen arteko oreka mantentzen du, eta horrek  burbuilen forma esferikoa azaltzen du.  

Xaboi-burbuilen azterketak oinarrizko fenomenoak aztertzeko aukera ematen du , hala nola, gainazal-tentsioa, biskositatea eta film meheen lurrunketa. Gainera, haien iridistentzia, argiaren interferentziaren ondorioa dena, geruza nanometrikoetan,  fenomeno esperimental egokia da propietate optikoak ikertzeko.  

Gaur egun, xaboi-burbuilak eredu-sistema gisa erabiltzen dira antolamendu molekularra, aparren sorrera eta mintz biologikoen portaera ulertzeko. Haien azterketak fisikaren, kimikaren eta optikaren printzipioak ikertzen ditu, eta oraindik ere  industria, bioteknologia eta zientzia esperimentalaren irakaskuntzako zenbait aplikaziotan eredu da. 

 Esperimentua 
Burbuila bat makilatxo tradizional batetik askatzen denean, gainazaleko tentsioak xaboi-uraren geruza meheari eragiten dio. Horrek ahalik eta gainazalik txikiena hartzera behartzen du,  esferoide bat eratuz. Ponpak barruan airerik ez balu, xaboidun ur-geruza uzkurtu egingo litzateke tanta esferiko solido bihurtu arte, euri-tanten antzekoa. Xaboi-burbuilen tamaina kontrolatzeko eta haien iraupena egonkortzeko eta luzatzeko, uretan disolbatutako garbigarriaren eta glizerinaren arteko nahasketa asea egin da, eta esferen gainazaleko tentsioa areagotzen duen substantzia horien proportzio egokia zehaztu da. Iraunkortasuna gainazaleko tentsioa handitzearen ondorio da; izan ere, glizerol-molekulak burbuilako xaboi-partikulen artean tartekatzen dira ; eta, horrela, nahastearen lurrunketa murrizten da.  

Ondoren,  bustita dagoen iragazkiaren tira bat erabiliz, nahasketa hori beirazko katilu zirkular baten ertzekin mugatutako gainazal irekian aplikatzen da. Katilu hori sukaldeko katilu erregogorra da eta 25-30 cm inguruko diametroa du.  Aldez aurretik, izotz zati bat jarri zaio barruan hari, eta izotz horren mintz mehea glizerinarekin puzten da, izotza pixkanaka nahasketa berean murgiltzerakoan sortzen den presioaren ondorioz. Horrek glizerinadun xaboi-geruza mehe bat sortzen du.  Segundu batzuen ondoren, filma puztu egiten da forma hemisferiko iraunkorreko burbuila bat osatu arte; hau da, burbuila ez da erraz lehertzen. Hala, glizerinak xaboi-uretan xaboi-burbuila egonkorrak, malguak eta ia estatikoak sortzea saihesten du.  

 Argiaren islapen eta errefrakzioa xaboi burbuila baten gainazalean 
Xaboi-burbuilak argiztatzen direnean (adibidez, eguzki-argiarekin edo lanparatik datorren argiarekin), distira koloretsu eta iridiszenteak agertzen dira. Xaboi-burbuilaren azalean, argiak bi tokitan islatzen dira: batetik, burbuilaren aurreko aldean, eta bestetik, atzeko aldean. Bi islapen hauek elkarren artean interferitzen dute, eta horrek sortzen du ikusten dugun efektu koloretsu eta distiratsua Behaketa horri esker, xaboi-geruza baten lodiera zehatz kalkula daiteke. 

Uhin lau bat xaboi-pelikula mehe baten barrutik bidaiatzen du, eta argi-izpi batek hainbat aldiz islatzen eta errefraktatzen du. 

 Lehenik, izpi bat xaboi-pelikulako aurrealdean islatzen da, eta islapen horrek θ izpiaren angeluaren berdina izango da. 
 Ondoren, beste izpi bat barrura errefraktatzen da, xaboi-pelikulako barruan bidaiatzen duena. 
 Barruan bidaiatzen den izpi horren zati bat xaboi-pelikulako atzeko aldean islatzen da, eta beste zati bat kanporantz errefraktatzen da, jatorrizko ingurunerantz. 
 Azkenik, beste izpi bat islatzen da eta xaboi-pelikulatik ateratzen da, kanpo-ingurunerantz. 
 Fenomeno hauen ondorioz, xaboi-burbuiletan ikusitako koloreak sortzen dira. Kolore horiek izpi hauen interferentziaren ondorio dira, eta horrela zehaztu daiteke interferentzia eraikitzailea edo suntsitzailea noiz gertatzen den. 

Leihoetan eta lenteetan islatutako argia murrizteko, islapenaren aurkako estaldura bereziak erabiltzen dira. Estaldura horiek beira gainean jarrita, igaro den argiaren intentsitatea handitzen dute. Islatutako argiaren murrizketa hori interferentzia fenomeno baten ondorio da, hau da, bi argi-uhinen artean elkarren artean bat egitearen emaitza (glizerinadun xaboi-burbuilen kasuan ikusi zen bezala).

Intentsitatea, berriz, argi intzidentearen uhin-luzeraren, intzidentzia-angeluaren eta bidaiatzen duen bitartekoen errefrakzio-indizearen funtzioa da. Substratua estaltzen duen geruza meheari dagokio, normalean beira dena. Diseinu hori egin daiteke materialaren geruza mehe bat edo gehiago jarriz,  indize errefraktario egokia duen materiala erabilita, beira gainean; airea izanik lentea inguratzen duena edo leihoa estaldura antirreflektatzailearekin. Adibidez, erreflektantzia minimoa dela froga daiteke beirazko lente edo leiho bat MgF2-zko pelikula mehe batekin estaltzen denean, baldin eta haren lodiera uhin intzidentearen luzeraren laurden bat ingurukoa bada. 

 Ondorioak 
Xaboi-burbuilak, itxuraz dibertigarriak izan arren, oinarrizko printzipio fisiko eta kimiko ugari azaltzen dituzten sistemak dira. Burbuilen ikerketak erakusten du nola gainazaleko tentsioaren, biskositatearen eta lurrunketaren arteko orekak egitura egonkor eta malguak sor ditzakeen.  

Esperimentuetan aztertu den bezala, glizerina gehitzeak xaboi-pelikularen lurrunketa murrizten du, eta egitura egonkorragoa sortzen du. Horrela, burbuilaren bizitza luzatzen da, eta molekula txikiek makroeskalako propietate fisikoetan ere eragin handia dutela erakusten du. . 

Bestalde, argiaren islapen eta errefrakzio fenomenoek burbuilen kolore iridiszentea azaltzen dute. Argi-uhinen interferentziak kolore bizi eta aldagarriak sortzen ditu, pelikularen lodieraren arabera. Fenomeno hori ez da soilik ikusmen ederraren adibide bat, aplikazio praktiko garrantzitsuak ere baditu, hala nola, islapenaren aurkako estalduren garapenean, lenteetan eta leihoetan erabiltzen direnak. Beraz, xaboi-burbuilen bidez, interferentzia optikoaren oinarriak modu ikusgarrian eta ulergarrian ikas daitezke.

Bukatzeko, lehen aipatu den moduan, xaboi-burbuilak eredu bikainak dira fenomeno fisiko-kimiko konplexuak ulertzeko. Horiek aztertzeak  aukera ematen du gainazaleko tentsioa, egonkortasuna eta argiaren portaera esperimentalki aztertzeko; eta, aldi berean, aplikazio teknologiko eta zientifiko ugari inspiratzen ditu. Horrela, xaboi-burbuilak zientziaren eta hezkuntzaren arteko lotura liluragarria bihurtzen dira. liluragarria bihurtzen dira.

 Erreferentziak 

 Bibliografia 
-Behrouz, Fred. (2010). Surface tension in soap films: revisiting a classic Demonstration, European Journal of Physics, 31, L31-L35. 

-Almgren-Junior, Frederick Justin, y Taylor, Jean Ellen. (1976). The Geometry of Soap Films and Soap Bubbles, Scientific American, 235(1), 82-93. 

-Sámano-Tirado, Enrique C .; Martínez-Rodríguez, Jorge Miguel; Rocha-López, Juan Pablo. (2025). «Burbujas, la ciencia detrás de su belleza efímera» Revista CienciaUANL 27 (127): 35-40.  

-Walker, Jearl. (2011). Fundamental of Physics (Halliday & Resnick), Chapter 35, John Wiley and Sons, 973-980. 

-Moss-Mattox, Donald. (2004). Antireflection (AR) Coatings, Vacuum Technology and Coating, 5(8), 32-33.