泡沫破裂细菌启动从水到空气



只要有水,有必然是泡沫浮在表面。从站在水坑,湖泊和溪流,到游泳池,热水浴缸​​,公共喷泉,和厕所,泡沫是无处不在的,室内和室外。

一个新的bt365手机的研究表明细菌污染气泡如何可以作为微小微生物手榴弹,爆炸和发射微生物,包括潜在的病原体,出来的水进入空气中。

在研究中,今天发表在杂志 物理评论快报中,研究人员发现,细菌可影响气泡的寿命:细菌覆盖的泡沫浮在水的表面能比未污染的一个也可以持续更长的时间的10倍以上,迁延分钟而不是秒。在此期间,被污染的气泡的盖变薄。气泡越薄,小滴可以启动到空气中时的气泡必然突发的数目越高。单个液滴,研究人员估计,可以携带多达几千微生物的,和每个气泡可以发射数百液滴。  

bt365手机的研究人员发现,细菌会影响泡沫的寿命。研究人员礼貌形象

“我们发现细菌能以这样的方式,可以提高自己的水 - 空气分散操作界面,”肥姐bourouiba,土木及环境工程的助理教授和疾病传播实验室流体动力学说。

bourouiba的纸张合着者是研究生斯特凡POULAIN。

一些在水中

bourouiba已经度过了过去几年精心产生,成像和表征干净,无污染的泡沫,与建立正常的泡沫行为基线的目标。

“我们首先必须了解清洁泡沫的物理,才可以添加细菌等微生物,看看他们对系统有什么影响,” bourouiba说。

因为它发生,研究人员首次发现细菌的意外有所影响。球队在移动到一个新的实验室空间之中,并在洗牌中,水的烧杯中,已经在公开冷落。当研究人员在随后的实验中使用它,结果不是球队所期望的。

“从这个水产生的气泡活更长的时间,相比典型的清水泡了一个奇特的进化变薄,” POULAIN说。

bourouiba怀疑的水已被污染,而且球队很快证实了她的假说。他们分析了水和发现的细菌是自然存在于室内的证据。

果汁效果

直接研究细菌对泡沫的影响,球队成立于他们与水和各种菌种的溶液填充柱的实验,包括 即大肠杆菌。研究人员开发了一个系统,以产生具有一个空气泵,一次一个,列内的气泡中,为了控制每个气泡的体积和尺寸。当气泡上升到表面,小组使用加上一系列光学技术以捕获它的行为,在表面处高速摄像并且当它爆裂。

研究人员观察到,一旦污染有气泡 即大肠杆菌 去到水的表面,其自身的表面,或盖,马上开始瘦身,主要是由排水放回水里,像巧克力的熔点壳。这种行为是相似的未被污染的气泡。

但受污染的气泡保留在表面比未污染的气泡长10倍以上上。和时间的关键时期后,细菌载货气泡开始变薄快得多。 bourouiba怀疑它可能不是细菌本身,而是它们分泌的东西,用来固定泡沫更长的时间。

“细菌是活的,像什么活着,他们做的浪费,浪费通常是一些潜在的可能与泡沫的界面交互,” bourouiba说。 “所以我们从他们分开生物体的果汁。”

研究人员洗细菌及其分泌物离开,然后重复他们的实验中,使用该细菌的分泌物。正如bourouiba怀疑,只含有分泌物气泡持续时间超过干净气泡长得多。分泌物,组结束,必须在延伸的气泡的寿命的关键因素。但如何?

再次,bourouiba有一个假设:细菌分泌物可采取行动以减少气泡的表面张力,使其更有弹性,对扰动更耐,并在年底,更容易长寿在水面上。此行为,她注意到,类似于表面活性化合物,或表面活性剂,如洗涤剂,使肥皂泡的化合物。

测试此想法,研究人员通过交换细菌共同合成表面活性剂重复试验,此时,发现他们也产生更持久的气泡也有一定的时间段之后大大变薄。该实验证实,细菌的分泌物充当延伸污染气泡的寿命表面活性剂。

接着,研究人员看了在变薄的污染气泡的速度急剧变化的解释。在干净的气泡,所述帽的变薄主要是排水的结果,如在盖的水大多排回到从该气泡上升的流体中。这种气泡的活秒的数量级上,并且它们的排水速度连续减慢随着气泡变薄。

但如果泡沫持续近一个关键时刻,蒸发开始打得比排水更占优势的作用,基本上从泡沫的帽子削去​​水分子。研究人员认为,如果一个泡沫含有细菌,细菌及其分泌物,使泡沫持续更长的时间在水的表面 - 足够长的时间蒸发成为稀化泡沫的帽子比排水更重要。

作为气泡的帽变薄,液滴会喷射出时,它不可避免地成为突发更小,更快,更大量。研究小组发现,一个单一的细菌载货泡沫可以创造10倍以上的液滴,小10倍和弹出比干净的泡沫能生产速度快10倍。这相当于数百个测量只有几十微米,并且以每秒10米左右的速度发射液滴。

“[bourouiba]确定的机制也是在工作中当泡沫泡沫破灭在海洋表面,”安德烈埃·普罗斯佩里蒂,在休斯顿大学机械工程学教授,谁没有参与这项研究。 “这些微小液滴膜的大小决定他们如何可以被拾取并通过风携带。这个过程对气候和天气显著影响。相同的基本过程影响溢油在海洋的健康危害:对微小的薄膜滴从油,这可以通过在沿海地区人和动物吸入携带危险化学品。因此,这些不起眼的,小水珠在许多流程至关重要的生活丰厚的后果“。