رغوة
على سبيل التعريف، الرغوة أو الزَّبَد مادة كيميائية تُشكّل بحبس جيوب من الغاز في داخل سائل أو صلب. ومن الأمثلة المعروفة الإسفنج ورغاوي الصابون. وفي أغلب المواد الرغوية، يكون حجم الغاز كبيرًا، وتفصل المناطق الغازية عن المناطق السائلة أو الصلبة غشاء نحيف. وتعرض الأقسام التالية جوانب أخرى من الموضوع.
في هذا الإطار، رغوة مقفلة الخلايا فيها يُشكل الغاز جيوبًا منفصلة، وكل جيب محاط تمامًا بالمادة الصلبة - ومن الأمثلة وسادة النوم التي تنفصل فيها الجيوب فلا تُنقع أي لا يتخلّلها الماء.
ومن التقسيمات الهامة للمواد الرغوية الصلبة:
من جانب آخر، ويُستعمل مصطلح الرغوة لوصف ظواهر مشابهة للمعنى الأصلي، فتأتي تسميات: رغوة الكم ومطاط رغوي - ولا تتناولها هذه المقالة.
من جهة ثانية، رغوة متفتحة الخلايا والتي تُسمّى الرغويات الشبكية أو المتشبكة - فيها تتّصل الجيوب الغازية - ومن الأمثلة إسفنجة الحمّام، حيث يمرّ الماء بسلاسة خلال الهيكل كلّه، مُزيحًا الهواء عن الجيوب.
إضافةً إلى ذلك، والمواد الرغوية تُصنّف من حيث تتجاور مادّتين ولا تختلطان. وبوجه عام، يتواجد الغاز بكمية كبيرة، فينقسم إلى فقاعات غازية ذات أحجام مختلفة (ويُقال أنّ المادّة ذات تشتت متعدد) تفصلها مناطق سائلة قد تُشكّل غشاء عند كلّ سطح بيني، وتتضائل تلك الأغشية عند صرف السائل. وإذا كان مستوى هذه الظواهر صغيرًا، أي إذا كانت الرغاوي دقيقة جدًّا، قد يُعتبر هذا الوسط المتناثر مادةً غرويةً.
هيكل الرغويات
إضافةً إلى ذلك، وعلى المستوى الأدنى من مستوى الفقاعات يُصنّف سُمك الغشاء للرغاوي الجافّة نسبيًّا، والتي تُعتَبَر «شبكة» من الأغشية المترابطة التي تُسمّى أو «صُفاحات». وفي الوضع المثالي، تُربط كلّ «رقيقة» بثلاث أخريات، بين كلّ رابطة والأخرى 120 درجة عند نقطة الاتصال التي تُسمى «حدّ بلاتو» (انظر ).
في هذا الإطار، وعلى المستوى الأدنى مطلقًا يُصنّف الفاصل ما بين الهواء والسائل عند طرف الغشاء. في أغلب الأحيان، يستقرّ هذا السطح بفعل طبقة ذات هيكل محب وكاره للماء في نفس الوقت « أمفيفيل » يُصنع غالبًا من مؤثرات سطحية أو أو «تكتلات» (associations) أكثر تعقيدًا (عكس تفكك).
من جهة ثانية، أحد المستويات مستوى الفقاعات، فالرغاوي الحقيقية تكون عادةً غير منتظمة فتتعدّد أحجام الفقاعات بها. عند الأحجام الكبيرة، تتّصل دراسة الرغاوي بمعالجة المثالية اتّصالًا وثيقًا بالمسائل الرياضية المتعلقة ب والفسيفساءات ثلاثية الأبعاد، والتي تُلقّب ب. ويُعتقد أنّ تكاد تكون أفضل وحدة خلية في الرغاوي المرتّبة ترتيبًا مثاليًا. وتصف كيف تُنشئ أغشية الصابون هياكلًا رغوية.
في حالات كثيرة، تكون الرغويات أنظمة متعددة المستويات.
الاختبارات وجس الخصائص
- معرض صور
- انظر كذلك
- رغوة نانوية
- رغوة نانوية كربونية
ومن جهة أخرى، لأنّ الرّغوة وسط متعدد المستويات والاستخدامات ويشمل على ظواهر عديدة، يُدرس بأساليب عديدة.
إنتاج الرغوة واستقرارها
ومن جهة أخرى، شغل ميكانيكي (W) يُزيد المساحة السطحية (ΔA) بكمية تتوافق مع التوتر السطحي (γ) وفق الصيغة الرياضية W=γΔA
أولًا الجاذبية والتي تُسبب صرف السائل إلى الأسفل،
من جهة ثانية، ثانيًا الضغط التناضحي والذي يُسبب الصرف من الرقائق إلى «أطراف بلاتو» بسبب فروق في التركيز الداخلي للرغوة،
وفي هذا الصدد، ثالثًا ضغط لابلاس والذي يسبب انتشار الغاز من الفقاعات الصغيرة إلى الكبيرة بسبب فرق الضغط. ويُمكن للأغشية أن تنكسر تحت .
من جهة ثانية، وقد تؤدي تلك التأثيرات إلى إعادة ترتيب هيكل الرغوة على مستويات أكبر من الفقاعات، وفق عمليات فردية أو جماعية وقد تكون هُيَارّية.
كذلك، سرعة إنتاج تتعدّى سرعة التشتّت. وقد يسبب هذا التشتت عدّد من التأثيرات:
يجب توفير عدة أشياء لإنتاج الرغاوي:
كذلك، مؤثرات سطحية تُخفّض التوتر السطحي. ويزداد استقرار الرغوة بفعل قوى فان دير فالس الناشئة ما بين جزيئات الرغوة، و الناشئة بفعل المؤثرات السطحية ثنائية القطب، وتأثير مارانغوني الذي يقوم بدور للرقائق.
📝 هل في هذه المقالة خطأ؟
إذا وجدت معلومة تحتاج تصحيحاً أو إضافة، أو أردت حذف المقالة، أرسل لنا طلباً وسنراجعه.
ما رأيك في هذه المقالة؟