Putas ir viela, kas izgatavota, ieslodzot gaisu vai gāze burbuļi cietā vai šķidruma iekšpusē. Parasti gāzes tilpums ir daudz lielāks nekā šķidrā vai cietā, ar plānām plēvēm, kas atdala gāzes kabatas.
Cita putu definīcija ir burbuļojošs šķidrums, it īpaši, ja burbuļivai putot, ir nevēlami. Putas var kavēt šķidruma plūsmu un bloķēt gāzes apmaiņu ar gaisu. Lai novērstu burbuļu veidošanos, šķidrumam var pievienot pretputošanas līdzekļus.
Termins putas var attiekties arī uz citām parādībām, kas atgādina putas, piemēram, putu gumiju un kvantu putas.
Kā veidojas putas
Lai putas veidotos, jāizpilda trīs prasības. Lai palielinātu virsmas laukumu, ir nepieciešams mehānisks darbs. Tas var notikt, uzbudinot, lielu gāzes daudzumu izkliedējot šķidrumā vai ievadot šķidrumu šķidrumā. Otra prasība ir tāda virsmaktīvās vielas vai virsmaktīviem komponentiem jābūt klāt, lai samazinātu virsmas spraigums. Visbeidzot, putām jāveidojas ātrāk, nekā tās sadalās.
Putas var būt atvērtas vai slēgtas šūnas. Poras savieno gāzes reģionus atvērto šūnu putās, savukārt slēgto šūnu putās ir slēgtas šūnas. Šūnas parasti ir nesakārtotas, ar atšķirīgu burbuļa izmēru. Šūnām ir minimāls virsmas laukums, veidojot šūnveida formas vai tessellations.
Putas tiek stabilizētas ar Marangoni efektu un van der Waals spēki. Marangoni efekts ir masas pārnešana gar šķidrumu saskarni virsmas spraiguma gradienta dēļ. Putu gadījumā efekts atjauno lameles (savstarpēji savienotu filmu tīklu). Van der Waals spēki veido divkāršus elektriskos slāņus, kad klāt ir dipolāras virsmaktīvās vielas.
Putas ir destabilizētas, jo caur tām paceļas gāzes burbuļi. Arī gravitācija šķidrumu lej lejā šķidruma-gāzes putās. Osmotiskais spiediens iztukšo lameles, jo visā struktūrā ir atšķirīgas koncentrācijas. Pieliek spiediens un atšķirīgais spiediens arī palīdz destabilizēt putas.
Putu piemēri
Putu, ko veido šķidrumos esošās gāzes, piemēri ir putukrējums, putas ar antipirēnu un ziepju burbuļi. Pieaugošo maizes mīklu var uzskatīt par pusšķidru putu. Cietās putās ietilpst sausa koksne, putupolistirola, atmiņas putas un paklāja putas (tāpat kā kempinga un jogas paklājiem). Ir iespējams arī izgatavot putas, izmantojot metālu.
Putas izmanto
Burbuļi un vannas putas ir jautri putu lietojumi, taču arī tiem ir daudz praktisku pielietojumu.
- Ugunsgrēka dzēšanai izmanto ugunsdrošu putu.
- Spēcīgu, bet vieglu materiālu inženierijai var izmantot cietas putas.
- Cietās putas ir lieliski siltumizolatori.
- Cietās putas tiek izmantotas flotēšanas ierīču izgatavošanai.
- Tā kā cietās putas ir vieglas un saspiežamas, tās rada lielisku pildījuma un iesaiņojuma materiālu.
- Slēgtu šūnu putas, ko sauc par sintaktiskām putām, sastāv no dobām daļiņām matricā. Šāda veida putas tiek izmantotas formas atmiņas sveķu pagatavošanai. Sintaktiskās putas tiek izmantotas arī kosmosā un dziļūdens izpētē.
- Pašu ādu vai neatņemamas ādas putas veido blīva āda ar zemāka blīvuma kodolu. Šāda veida putas tiek izmantotas apavu zoles, matraču un bērnu sēdeklīšu izgatavošanai.