日本东京都市大学的研究团队近日破解了困扰科学界已久的泡沫排液谜题，揭示了泡沫中液体流失的真实物理机制。传统物理模型长期高估泡沫在液体开始流动前所能维持的高度，而新发现表明，关键因素并非液体在静止结构中的简单移动，而是气泡自身重组所需的压力。这一发现强调了软物质研究中动态过程的重要性，为理解泡沫行为提供了全新视角。
日常生活中，人们喷洒泡沫时常观察到液滴从底部渗出。这是因为泡沫由紧密堆积的气泡组成，气泡间由极薄的液膜分隔，形成复杂的通道网络。液体可沿这些通道流动或吸收。长期以来，科学家认为该过程受“吸收极限”控制，取决于“渗透压”，即气泡压缩时能量变化及气液接触面位移的度量。然而，基于渗透压的计算显示，泡沫需高达一米才能开始排液，而现实中仅几十厘米高的泡沫便已渗漏，理论与现实的巨大落差令学界困惑多年。
由栗田礼教授领导的科研团队，利用不同表面活性剂构建了多种泡沫系统，将其置于透明平板间并垂直放置，直接观测内部流体运动。实验揭示出普遍规律：排液起始高度与泡沫含液量成反比，且不受表面活性剂类型或气泡尺寸影响。团队计算出的“有效渗透压”远低于仅基于气泡尺寸和表面张力的预测值，证实了旧模型的偏差。
通过内部高速摄像，研究人员发现排液起始点并非液体在静态通道中流动，而是气泡发生位移和重组。据此，他们提出“流动张力”概念，即驱动和重组气泡所需的压力，并将其作为控制排液的关键因素。基于此新模型，可精准预测泡沫发生排液的高度，解决了长期存在的理论预测偏差问题。
这一发现彻底改变了科学界对泡沫排液的认知。泡沫不再被视为流体穿过的固定结构，而是一个结构可变的动态系统。该理论有望深化对软物质的理解，并直接推动基于泡沫的清洁产品、制药制剂等行业的性能优化，例如开发抗排液能力更强的新型泡沫配方。日本在软物质物理与材料科学领域长期处于前沿，其基础研究常为工业应用提供关键理论支撑。