Científicos crean la espuma perfecta

Científicos crean la espuma perfecta

Su definición de perfecta está marcada por el equilibrio entre el área de superficie y la estabilidad de las caras poliédricas de las burbujas.

Personalmente tengo dos ideas sobre la espuma perfecta: la de una buena pinta de Guinness (con un chupito de Jameson en su interior) y la de un jacuzzi en compañía de… Bueno, da lo mismo. Opiniones subjetivas, no obstante, a las que un grupo de físicos han respondido con objetividad a la hora de crear la espuma perfecta.

El trabajo es obra de los científicos del Trinity College de Dublin, Irlanda, que confirma nuestras sospechas de que visitan tanto el pub de Paddy como el laboratorio. Y es que “perfecta” para ellos se refiere a la espuma compuesta por el mayor número de burbujas compactas del mismo tamaño y menor gasto de energía en su configuración. Es decir, un equilibrio entre el área de superficie y la estabilidad de las múltiples e interconectadas caras poliédricas de las burbujas.

El problema de la espuma perfecta es más antiguo de lo que uno pensaría. El matemático belga Joseph Plateau estudió intensivamente el jabón en el siglo XIX, determinando que las películas de jabón siempre se reunen en tres formando un ángulo de 120 grados que forman un borde. Esos bordes se juntan en cuatro, en un ángulo de 109,5 grados.

Así, el problema a resolver es ¿qué tipo de forma de burbuja minimiza el área de superficie satisfaciendo estas reglas? Es parecido a preguntar qué forma adoptarán un montón de globos si los apretas para que ocupen el menor espacio posible. La respuesta a esta pregunta ha sido investigada por diversos científicos, incluido el físico William Thompson, conocido como Lord Kelvin.

Según el barón de Kelvin, la espuma perfecta es aquella en la que las burbujas se transforman en un octaedro truncado, con ocho caras hexagonales y seis cuadradas (las caras deben ser un poco redondeadas, porque estamos hablando de burbujas). Esa solución fue considerada óptima hasta 1994, cuando los investigadores Denis Weaire y Robert Phelan encontraron una manera mejor, que utilizaba un 0,3% de superficie menos que la solución de Kelvin.

Sin embargo, la duda que había hasta hoy era: ¿existe en el mundo real esa espuma perfecta? ¿Se puede crear?

Eso es lo que resolvieron los científicos del Trinity College. La clave era encontrar el contenedor correcto para esta espuma. Las cajas normales tienen lados que son lisos, donde la espuma planteada por Wearie-Phelan no calzaría debido a sus formas irregulares (poliedros de 12 y 14 caras). El logro será publicado próximamente en una revista especializada.

Para los curiosos, anteriormente ya se había logrado crear la estructura de esta espuma, pero sin espuma: en el Estadio Olímpico de Natación de Beijing, en la foto.

(cc) Andrey Belenko

LinkPhysicists Create the Perfect Foam (neatorama)