Para Peneliti Menemukan Fisika Busa

(UCLA Samueli School Of Engineering)

KBRN, Los Angeles: Busa adalah fenomena yang akrab dalam kehidupan sehari-hari -- mencampur sabun dan deterjen ke dalam air saat mencuci piring, meniup gelembung dari mainan air sabun, menyesap busa dari secangkir latte atau milk shake. 

Busa cair dapat terbentuk dalam berbagai pengaturan alami dan buatan. Sementara beberapa busa diproduksi secara alami, seperti di badan air yang menciptakan lautan besar di pantai, yang lain muncul dalam proses industri. Dalam pemulihan minyak dan fermentasi, misalnya, busa adalah produk sampingan.

Setiap kali air sabun diaduk, busa terbentuk. Mereka sebagian besarnya adalah kantong gas yang dipisahkan oleh film cair tipis yang sering mengandung agregat molekul kecil yang disebut misel. Kotoran berminyak, misalnya, tersapu dengan bersembunyi di inti misel yang fobia air. Selain itu, pencernaan lemak dalam tubuh kita bergantung pada peran misel yang dibentuk oleh garam empedu.

Seiring waktu, busa menghilang saat cairan di dalam film tipis diperas. Molekul sabun dan deterjen yang pada dasarnya bersifat amfifilik (hidrofilik dan hidrofobik) berkumpul di dalam air untuk membentuk misel bulat, dengan kepala yang menghadap ke luar menjadi hidrofilik dan ekor yang fobia air membentuk inti, seperti dikutip dari  UCLA Samueli School Of Engineering, Minggu (20/6/2021).

"Misel sangat kecil, tetapi berpengaruh, tidak hanya dalam membersihkan dan melarutkan molekul yang menyukai minyak tetapi juga dalam mempengaruhi aliran dalam film busa," kata peneliti utama Vivek Sharma, profesor teknik kimia di UIC College of Engineering. 

Selama hampir satu dekade, ia telah mengajukan pertanyaan tentang bagaimana dan mengapa kehadiran misel menyebabkan penipisan bertahap, atau stratifikasi, dalam film busa ultra tipis dan gelembung sabun.

Untuk memecahkan teka-teki tersebut, Sharma dan rekan-rekannya mengembangkan metode pencitraan canggih yang mereka sebut protokol IDIOM (interferometry digital imaging optical microscopy) yang diimplementasikan dengan kamera digital single-lens reflex (DLSR) berkecepatan tinggi dan kamera. Mereka menemukan bahwa film busa memiliki topografi yang kaya dan selalu berubah, dan perbedaan ketebalan antara strata yang berbeda jauh lebih besar daripada ukuran misel.

"Kami menggunakan teknik presisi yang disebut hamburan sinar-X sudut kecil untuk menyelesaikan bentuk, ukuran, dan kepadatan misel," kata peneliti utama Samanvaya Srivastava, asisten profesor teknik kimia dan biomolekuler di UCLA Samueli School of Engineering. . "Kami menemukan bahwa ketebalan film busa berkurang dalam lompatan diskrit, dengan setiap lompatan sesuai dengan jarak yang tepat antara misel dalam film cair."

Tim juga menemukan bahwa susunan misel dalam film busa diatur terutama oleh interaksi ionik antara misel. Daya tarik elektrostatik dan tolakan antara ion mempengaruhi berapa lama busa tetap stabil dan bagaimana strukturnya meluruh. Dengan temuan ini, para peneliti menentukan bahwa hanya dengan mengukur ketebalan film busa, yang dapat dicapai dengan kamera DSLR menggunakan protokol IDIOM, mereka dapat mengarakterisasi interaksi skala nano misel dalam cairan dan stabilitas busa.

Dibandingkan dengan teknik sebelumnya yang lebih memakan waktu dan membutuhkan peralatan yang mahal dan disesuaikan, metode baru ini tidak hanya lebih murah tetapi juga lebih komprehensif dan efisien.

"Pengetahuan dan pemahaman dapat membantu dalam pengembangan produk baru - dari makanan dan perawatan pribadi hingga obat-obatan," kata penulis utama studi tersebut, mahasiswa pascasarjana Shang Gao dari UCLA Samueli dan Chrystian Ochoa dari UIC. "Ini juga bisa membantu para insinyur meningkatkan kontrol busa dalam proses industri."

Reaksi anda terhadap berita ini :

Komentar

00:00:00 / 00:00:00