シャボン玉、不思議ですね。
夢中になって遊ぶ子どもたちと、不思議さに魅了されて試行錯誤する大人たち。
子どもも大人も楽しめます。
仕組みや原理がわかると、シャボン玉を通して子どもたちに科学的思考を身に着けさせるのにきっと役立ちます。

シャボン玉の科学

シャボン玉、本気でやると奥が深いです。同じにやってるつもりなのに、できるときとできないときがあったり。
これまでに調べたことと、私の経験からわかったことを書いていきますので、参考にしてください。

わっかの形

私は丸いわっかは使いません。というのも、以前、すいえんさーという番組でやっていたのですが、丸いわっかだと膜ができたときに頂点からだらだらと液が流れてきて、均一な膜ができないそうです。
そうすると、膜が伸びたときにそれを巻き込むようにシャボン玉駅の流れができてしまい、ぱちんとはじけやすくなる。
これを三角形にすると、余分な液は枠に沿って流れるので均一な膜になりやすく、しょぼん球を大きくすることができるようになります。

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シャボン玉の仕組み・原理

そもそも洗剤に含まれている界面活性剤は、水と油をくっつける性質があります。だから油汚れが落ちるんですね。
界面活性剤の分子には、水にくっつく部分(図の〇の部分)と油にくっつく部分(図のⅼの部分)があるんです
シャボン玉では、油がないので、界面活性剤が内側に水を閉じ込めるように幕を作っています。

対して水には、分子同士が引き合って縮もうとする働きがあります。
水は少しだけこぼすと水滴になりますよね。この現象がそれです。表面張力といいます。
水だけだと表面張力が働いて引き合って一つの塊になろうとするので膜ができません。

水に界面活性剤を混ぜると、界面活性剤の水にくっつく部分(親水基といいます)が水にくっつきますが、油にくっつく部分は水の中に入れず、外側に並ぶようになります。
そうして界面活性剤の壁の中に水を閉じ込めます。
壁の中の水は引き合って縮もうとします。しかし、中には空気があるので縮むことができません。

それでシャボン玉になります。

原理としては、ゴムではなく、界面活性剤と水でできた風船と同じです。

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気温・湿度とシャボン玉液材料の組み合わせ

シャボン玉はなぜ割れるのか?
大きな原因は、膜が薄くなるからなんです。
この中の水が①自然蒸発したり、②重力で下に移動したりして膜が薄くなっていきます。

これを防げれば、シャボン玉は大きくできます!

①洗濯糊。これは膜の中の水を固くして、水が重力で下に動いてしまうのを防ぎます。
②水あめやグリセリン。これは膜の粘性を増して(柔らかくして)伸びやすくします。
③ゼラチン。水の蒸発を防ぎます。

②③は重複する効果です。

この3つの微妙な調合がキモ。でも、もっと大きくしようとおもって、いろいろ混ぜすぎて、水の割合が減ると膜ができにくくなります。
分子同士が引き合って縮もうとする水と、水を内側にとどめておこうとする界面活性剤とのコラボでシャボン玉ができるわけですから。

気温の低い日は膜が伸びにくくなるし、気温の高い日は水分の蒸発が早い。気温や湿度によってもいろいろ変えなきゃうまくできないわけです。

どうぞ、ご参考までに!

もっといい方法があったら教えてください!!

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