거품은 액체 중에 다수의 기포가 고밀도로 막힌 상태를 가리키며, 핸드 소프나 세안 폼, 식기세척용 세제 등, 일상의 다양한 장면에서 이용되고 있다.벽에 분사된 거품은, 어느 정도의 시간, 벽에 머무를 수 있기 때문에, 단지 액체를 가한 경우보다 길고, 유효 성분의 효과를 발휘시킬 수 있다.그러나, 중력하에서는, 거품의 상부로부터 하부를 향해 액체가 흘러가고, 거품의 하단에 모인 액체가 거품으로부터 찢어지는 현상(핀치 오프)도 확인된다.

　이 연구는이 핀치 오프가 발생하는 물리적 조건과 메커니즘을 밝히는 데 성공했다.평행판에 끼워진 거품방울의 중력하에서의 행동을 관찰하는 간단한 모델 실험과 이론에 의해, 거품적하단으로부터 액체가 핀치 오프되는 조건을 설명하는 계산식을 도출하였다.

　이 이론식으로부터, 포말에서 핀치 오프에 의한 액체 유출을 방지하기 위해서는, 포말 적하 단부에 쌓이는 액체의 질량이 소정의 임계치를 초과하지 않도록 할 필요가 있는 것을 발견하였다.이를 위해서는 거품에 포함되는 액체의 절대량을 줄이는 것이 중요하고, 또한 핀치 오프까지의 시간을 길게 하기 위해서는 거품의 기포를 미세하게 함으로써 액체의 배수(하향으로의 수송 )를 늦추는 것이 효과적임을 알았다.

　본 연구 성과는 얼굴에 면도 거품을 바르거나 벽에 세정용 거품을 분사하는 등 중력이 영향을 주는 환경에서의 거품 제어에 힌트를 준다.핀치오프를 막아 거품을 장시간 같은 장소에 유지해, 효율적으로 유효 성분의 기능을 발휘시키는 것은, SDGs 달성에도 크게 기여하는 것으로 이어질 것이다.

논문 정보:【Soft Matter】Pinch-off from a Foam droplet in a Hele-Shaw cell