Oplossing gezocht - Kan een zeepbel vierkant zijn?

===

Persoon 1: Ik kan me eigenlijk in andere vormen helemaal niet voorstellen.

Persoon 2: Een zeepbel vierkant? Dat lijkt me onmogelijk.

Persoon 3: Ja, omdat je het uitrekken toch in een ronding doet en dat breekt als je de lijnen te scherp probeert te maken, ben ik bang.

Robert: Sommige dingen die weet je gewoon. Of nou ja, die denk je te weten. Maar klopt het eigenlijk wel? En hoe weet je dat dan zo zeker? Hoe is dat ooit vastgesteld? De vragen stellen we onszelf en jou elke aflevering in deze podcast Oplossing gezocht, gepresenteerd door NEMO Kennislink. Mijn naam is Robert Visscher.

Nour: En ik ben Nour Eldín Emara en we zitten vandaag weer in de boardroom van het NEMO Science Museum. En deze aflevering vragen we ons af: kun je ook een vierkante zeepbel maken? Nou, we filosoferen zo door op deze vraag,

Robert. En naast ons zit onderzoeker Annemarie Maan. Zij brengt ons straks het verlossende antwoord. Maar eerst: hoe denken de bezoekers van NEMO Science Museum hierover?

Persoon 4: Ik denk het wel.

Persoon 5: Het is niet optimaal sterk, denk ik.

Persoon 6: Dus ik denk eigenlijk van niet.

Persoon 7: Ik ben een beetje aan het twijfelen.

Persoon 8: Ja, dat kan.

Persoon 9: Denk ik niet nee eigenlijk. Het frame is recht, maar daaronder gaan de bellen altijd zeg maar, ja, een glooiende of organische vorm maken.

Robert: Zo hebben we al veel mooie verhalen en theorieën gehoord. Nour, hoe denk jij eigenlijk dat dit zit?

Nour: Ja, ik sluit me toch aan bij de kinderen, Robert. Ik bedoel, ik ken ook gewoon de bellenblaas en daar komen alleen maar bolvormige bubbels uit. Ik zou ook niet zo goed weten hoe het anders moet werken. Dus een vierkante zeepbel, dat zie ik eerlijk gezegd, ja, gewoon letterlijk niet voor me. Ik heb het niet eerder gezien.

Robert: Het zijn alleen maar balletjes in de lucht.

Nour: Ja. Heb jij het wel eerder gezien, een andere vorm, of niet?

Robert: Nou, ik denk ik weet niet of... Dat hangt er een beetje van af hoe je zo’n balletje formuleert of definieert. Dus ik heb wel eens mensen op straat gezien die dan van die grote touwen hebben en daar allemaal zeepbelvormen mee maken. En dan worden ze soms heel langwerpig en hier in het NEMO Science Museum hebben we ook een, ja, echt een prachtig... wat is het, apparaat, een ding waarmee je een zeepbel kan maken. Dan kun je jezelf helemaal in de zeepbel zetten. Heel populair en ook echt een aanrader om te doen. Maar dat is niet helemaal een bolletje. Dus dan maak je eigenlijk meer een langwerpig iets en daardoor denk ik dat het dus best wel eens zou kunnen. Ik denk dat we het vooral zien als rondjes en bolletjes, omdat het ook de makkelijkste vorm is. Waarschijnlijk ook de eerste vorm die je het makkelijkst kan maken met een zeepbel. Maar ik denk dat er meer mogelijk is, dus als we met wat andere vormen gaan werken, we gaan die een beetje misschien ook anders bewegen of anders er doorheen blazen, dat je best wel eens een andere...

Nour: Het wordt een soort cilinder dan eigenlijk zoals je het nu beschrijft.

Robert: Ja, en ik denk als we een cilinder kunnen maken, kunnen we misschien ook wel een vierkant maken.

Nour: Ik vind het toch te ver gegrepen en met mij gelukkig ook de meerderheid van de luisteraars, Robert, want we hebben het natuurlijk even gepeild op Instagram en 35% geeft aan: ja, ik denk dat er ook wel een andere vorm mogelijk moet zijn, misschien zelfs een vierkant. 65%, de meerderheid dus, die zegt: nou nee, dat lijkt me echt onmogelijk. Daarbij geven mensen aan van een vierkant, ook heel praktisch, is het tweedimensionaal? Terwijl we zitten vooral in driedimensionale beelden te denken.

Robert: Een kubus dan, kunnen we een kubus ervan maken?

Nour: Ja, nou, daarvan wordt gezegd: misschien als je hulpmiddelen tot je beschikking hebt.

Robert: Ja, maar dan hebben we toch weer een beetje mijn theorie.

Nour: Ja, heel eerlijk Robert, wij weten het fijne er natuurlijk ook niet van.

Robert: We weten het eigenlijk gewoon niet, nee. Dus laten we het iemand vragen die het wel écht weet. We hebben hier aan tafel, je zit er al bij, scheikundig onderzoeker Annemarie Maan, gepromoveerd in de scheikunde. Dan denken wij meteen: jij weet alles. In ieder geval weet je heel veel meer dan wij. Kun je ons verlossen? Wat is het verlossende antwoord? Kun je ons helpen?

Annemarie: Het kan wel. Maar zoals jullie eigenlijk ook al zeiden, met hulp. Dus je kan niet een bellenblaas pakken en daarin blazen en er komt een vierkante bel uit. Dat kan niet. Maar als je er een beetje inderdaad een constructie omheen kan bouwen, zoals een kubus, dan zou je wel een kubusvormige bel kunnen maken.

Nour: Dan moeten we denk ik even in die constructie duiken, want ik zie dus nog steeds die bellenblaas voor me. Als ik nou, als ik daar een vierkantje van maak, dan komt daar geen vierkante bel uit, laat staan of er überhaupt een bel mogelijk is, vraag ik me af, met zulke scherpe hoeken.

Annemarie: Nou, er komt wel een bel uit, maar klopt wat je zegt. In principe vormt hij meteen weer een bol. Waarom een bol? Dat heeft gewoon alles te maken met de oppervlaktespanning, met een moeilijk woord. Dus eigenlijk zorgt het er altijd voor dat... Nou ja, je hebt het water er omheen. Het water trekt elkaar heel sterk aan en dan krijg je een bepaalde spanning aan het oppervlak. Dat is de oppervlaktespanning en die wil die altijd natuurlijk zo klein mogelijk maken, omdat hij anders niet kan bestaan. En de vorm waarbij dat het beste kan is een bol, dus het is gewoon een energetisch beste vorm die er bestaat. En daarom zie je in de natuur ook vaak organische vormen die vloeiend zijn en niet hoekig. Dus het zal altijd ervoor zorgen dat het naar de energetisch beste vorm zal gaan en dat is altijd een bol. Maar als je hem wel in een constructie kan vastzetten, zoals in zo’n kubus dan kun je er wel komen.

Nour: Zo’n kubus, ik vind het nog steeds moeilijk voor me te zien eigenlijk.

Annemarie: Wat je zou kunnen doen, je zou dit ook thuis kunnen proberen. Dan kan je een kubus maken met pijpenragers of met rietjes. En dan maak je daar een kubus van. Echt zoals je hem kent, een kubus.

Nour: Gewoon een blok?

Annemarie: Echt een blok.

Robert: In 3D?

Annemarie: In 3D, ja en als je die dan... Als je even een hele grote emmer pakt met zeepsop en je doopt die erin, dan krijg je aan elke zijde krijg je een vliesje, dus je zeepvliesje die normaal ook om je bol heen zit en die zal ook proberen, die voelt ook oppervlaktespanning dus die wil die ook verminderen. Dus die trekken een beetje naar het midden al toe van die kubus. En als je daar dan weer met je bellenblaas even een bel in blaast, dan gaat die zich zo settelen in het midden van die kubus en dan neemt hij de vorm aan van de kubus.

Robert: Oh wat cool! Dus je maakt eigenlijk nog steeds dat rondje, maar dat rondje wordt een vierkant, omdat je hem gemanipuleerd hebt met je rietjes.

Annemarie: Ja, je maakt een kubus in een kubus eigenlijk.

Robert: Ja, of je maakt van een rondje een kubus in een kubus.

Annemarie: Juist, juist, om het nog ingewikkelder te maken.

Nour: Oké, tellen we die dan? Wordt het echt...

Robert: Ik vind van wel, Nour.

Nour: Ja, jij bent een beetje bevooroordeeld geloof ik. Hoe kubusachtig is ie? Dus ik zie inderdaad wel echt, wat is het, zes vlakken voor me?

Annemarie: Ja.

Nour: En hebben ze ook echt punten of is dat dus onmogelijk vanwege die oppervlaktespanning?

Annemarie: Ja, het zal allemaal een beetje afgevlakt zijn, dus je krijgt een beetje alsof je hem een beetje opgeblazen hebt, die kubus, dat idee krijg je wel, maar je kunt wel echt zien dat hij niet meer rond is, dus je zou het niet meer als bol kunnen identificeren.

Robert: Dus een echte kubus. Misschien wel leuk om daar nog even op in te gaan. Je blaast dan dat bolletje erin. Maar hoe ontstaat zo'n zeepbel nou eigenlijk? Hoe werkt dat?

Annemarie: Ja, dat is een hele goede vraag. Want als je dat zeepsop niet hebt, dan wordt het heel erg lastig om bellen te maken. Bellen van water, dat lukt niet. Als je dat geprobeerd hebt, even zo’n bellenblaasstokje in water en dan blazen, dan krijg je niet eens dat vliesje. Je hebt echt die zeepmoleculen nodig en dat is omdat die zeep... die moleculen bestaan eigenlijk uit een kop en een staart. Een beetje zoals kikkervisjes. Die kop, die vindt water heel fijn. Die staart vindt het verschrikkelijk. Die wil helemaal niet in het water zitten. Dus als zij in aanraking komen met water, dan zullen ze zich op een bepaalde manier positioneren dat die kop altijd naar het water gaat en de staart altijd naar bijvoorbeeld de lucht in deze situatie. Dus als jij een luchtbel of eh zeepbel hebt, dan heb je dus eigenlijk een waterlaagje en daar omheen zit dan een zeeplaagje. Dus zowel eronder als erboven, een soort van belegde boterham. Dus je hebt water, je hebt zeep, water, zeep, dus echt driedelig. En daar binnenin zit lucht en erbuiten zit lucht. En dat hebben we nodig, want dankzij die zeepmoleculen die er om dat waterlaagje heen zitten, verdampt je water niet meer en dan kan echt die zeepbel een bel blijven en dan kan je hem ook misschien zelfs aanraken. Dus dat kan alleen met behulp van zeep.

Robert: Super cool! Daar denk je eigenlijk niet bij na als je gewoon door zo’n...

Nour: Het is flinterdun ook. Je ziet het gewoon niet. En hoe weten we dan Annemarie, dat is echt wel de hoofdvraag, dat dat dan zo werkt? Want we kunnen het niet zomaar zien met het blote oog.

Annemarie: Nee, dat kunnen we inderdaad niet zien. Nou, er is natuurlijk heel veel onderzoek naar geweest en om te kijken... Het zijn in principe vetten, zo kun je het ook zien. En ja, uiteindelijk hebben ze dus onderzoek naar gedaan, bijvoorbeeld wij wassen onze handen. Dat doen wij met zeep en dat is weer precies op dezelfde manier. Dus die zeepstaarten, die gaan in het vuil zitten, de koppen gaan in het water en op die manier wordt als het ware gewoon het vuil opgetild en worden je handen weer schoon. En daar hebben ze gewoon heel veel onderzoek naar gedaan, van wat voor structuren heb je ervoor nodig om dat te kunnen doen? Of waar bestaat zeep nou eigenlijk uit? En dat hebben ze allemaal denk ik geanalyseerd om te kijken van hoe werkt dat nou? Het werkt, maar waarom en hoe? Dus ik verwacht dat iemand dat ooit een keer helemaal heeft uitgeplozen en dat wij dat nu weten.

Nour: Want ook het materiaal speelt een belangrijke rol?

Annemarie: Ja, de soort zeep en wat er in de zeep zit. Tegenwoordig moet alles een lekker geurtje hebben, citroen, appeltjes, maar dat is niet altijd het beste voor de zeepsop.

Robert: Oh ja.

Annemarie: Dus ja, daar kunnen we nog op terugkomen, als jullie dat interessant vinden.

Robert: Ja zeker, maar ik zit nog even te denken aan dit onderzoek zelf. Is dit nou iets waar je dan een microscoop voor uit de kast haalt? Dat je denkt van: ik ga echt kijken op heel klein niveau van hoe dat dan werkt?

Annemarie: Ja, ik denk dat dat heel lastig is. Ik denk dat dit al echt op nano-niveau is. Dat je dat zelfs met de microscoop al niet meer kan zien. Ook omdat het niet echt leeft, dus dat is ook lastig. Dus ik denk dat het al heel erg lastig te zien is met de microscoop.

Robert: Dus we hebben het echt over het allerkleinste van het kleinste wat er dan in zit. Bij kikkervisjes denk ik toch misschien nog net iets groters... Maar het zijn dan piepkleine kikkervisjes die ook niet leven.

Annemarie: Nee, ze leven niet.

Robert: Maar wel heel goed om het principe inderdaad uit te leggen.

Annemarie: Ja, klopt.

Nour: Andere soort experimenten dan met water met vettige stoffen en kijken of of het bindt dan, zoiets zie ik voor me.

Annemarie: Ja, precies. Beetje lavalamp-idee, zeg maar.

Nour: Juist ja.

Robert: Klontert het samen of juist niet?

Annemarie: Precies, ja.

Nour: Ik zie ook veel successen en veel fouten tijdens zo’n experiment, dus waarin je wel of geen bel kunt vormen, want we hadden er al even over: het hangt er ook heel erg van af wat je precies gebruikt. En nu hebben we hier in NEMO dus een sop waarmee je helemaal een bel over je hoofd heen kunt trekken. Is mij nog niet gelukt met mijn bellenblaas, eerlijk gezegd.

Robert: Nee, thuis nog niet nee. Je bent ook best wel lang Nour, dus.

Nour: Ja klopt, dat is waar. Ik ben niet meer zo klein als toen. Wat voor ingrediënten zijn echt essentieel, Annemarie, voor zo'n goede bellenblaassop?

Annemarie: Ja, als je echt die megabellen wil maken die hier in NEMO zijn, dan moet je wel met meer komen dan alleen zeep en water. Waar je dan aan zou kunnen denken is bijvoorbeeld er suiker aan toe te voegen. Suiker is in principe glucose. En glucose, als ik het in hele moeilijke termen moet brengen eerst, dat bestaat uit heel veel hydroxide-groepen, dat zijn OH-groepen en OH-groepen lijken op water. Die binden heel graag dat water. Dus glucose is goed in water binden. Dus als je dat toevoegt aan je sop, dan zorgt hij ervoor dat het water nog sterker gebonden wordt, minder snel verdampt en dan blijven je zeepbellen ook langer in stand. Dus dat zou je er al aan toe kunnen voegen. Dus daar worden ze sterker van. Wat ik me kan voorstellen is dat je misschien wat bindmiddel eraan toevoegt, zoals maïzena. Dat zorgt er ook voor dat het sterker bij elkaar blijft, want als je hem omhoog hijst, dan moet hij best wel een bepaalde kracht doorstaan. Dus je wil natuurlijk niet dat ie halverwege breekt. Je wil hem naar je hoofd brengen, dus dan wil je misschien er een bepaalde kracht aan geven met bindmiddel, dat kan ik me voorstellen. En verder heb je natuurlijk zeep, water nodig. Je kan nog denken aan een pH-regelaar, dan gaat het wel heel moeilijk worden, maar je zorgt er gewoon voor dat ’ie de juiste pH heeft om een bel te kunnen vormen.

Nour: Een soort zuurtegraad van het middel.

Annemarie: Een zuurtegraad, ja.

Nour: Het wordt bijna een soort koken eigenlijk, als ik het zo hoor.

Robert: Ik wil net zeggen, inderdaad, het is bijna een ingrediëntenlijst alsof je gaat bakken en...

Annemarie: Ja, helemaal verfijnen.

Robert: Ik vind het wel leuk, want we hebben het even opgevraagd. Waar wordt die mega-bellenblaas dan van gemaakt? En dat zijn precies de dingen die jij ook noemt.

Annemarie: Oh echt? Oke, leuk.

Robert: Dus dat is leuk! Heet water, maar ook maïzena wordt genoemd, bakpoeder, glycerine, dus dat is die suiker.

Annemarie: Dat is de suiker.

Robert: Honing? Ik denk ook omdat daar suiker in zit.

Annemarie: Dat is ook suiker, ja.

Robert: En een beetje afwasmiddel en dat kennen we denk ik allemaal wel. En dus ook thuis zou je dus ook heel goed een beetje maïzena kunnen toevoegen, of een beetje suiker. Dus ik zie zo voor me dat jij in een vrij weekend gaat experimenteren.

Nour: Beter laat dan nooit, zullen we maar zeggen, inderdaad. Hé top, Annemarie ten slotte, ik begrijp dat jij als kind dus ook flesjes bellenblaas op je kamer had staan. En ging je dan gewoon tijdens het huiswerk maken tussendoor even bellen blazen? Moet ik het zo voor me zien?

Annemarie: Zeker. Lekker afreageren naar buiten en dan lekker bellen blazen. En dat kon nooit te lang duren, dus het was al snel op. Dus ik ben nu ook blij dat ik nu snap hoe je nou wel de beste bellen kan maken.

Nour: Ja, en nu kunnen we nog langer door.

Robert: Doe je het nu nog steeds? Of even indruk maken op de collega’s en dan zo’n hele grote bel of...

Annemarie: Nou, er zijn nu weer hele andere leuke dingen die ik doe, maar ik kan me voorstellen als er kinderen in beeld komen dat ik net zo naast ze zal staan als zij zelf zitten te bellen blazen hoor. Dat zie ik me wel doen ja.

Nour: En dan kun je misschien die hele lavalamp uit de kast...

Annemarie: Zeker, ja. Dan gaat alles uit de kast, dat weet ik nu al. Ja.

Nour: En dan komen we daar ook weer over te spreken, Annemarie. Tot zover deze aflevering namelijk, van Oplossing Gezocht. Over twee weken zijn Robert en ik weer bij je terug.

Robert: Voor nu veel dank aan onze gast Annemarie Maan. En wil jij nou meer weten over onze wetenschapsjournalistiek? Abonneer je dan op deze podcast via jouw favoriete podcast app. Volg ons op Facebook en Instagram of bekijk onze website www.nemokennislink.nl Blijf nieuwsgierig en tot de volgende keer!

Edda: Het internet. Al zo’n veertig jaar een onmisbaar stukje technologie. Onmisbaar, maar onzichtbaar. Want waar zit het internet precies? Hoe werkt het? En hoe heeft het ons leven veranderd? In de podcast Net Goed van NEMO Kennislink duiken we in de wereld achter het wereldwijde web. Vanaf nu te horen via al je favoriete podcast-apps. Net goed.