Alors que les structures qui émulent des arrangements de bulles en mousse sont légères et peu coûteuses à construire, ils sont également remarquablement stables. Les bulles qui recouvrent l'emblématique Centre aquatique de Pékin, par exemple, ont chacun le même volume, mais sont disposés de manière à minimiser la surface totale de la structure, optimisant ainsi la construction du bâtiment. Les mathématiques sous-jacentes à ce comportement sont maintenant bien comprises, mais si les aires des bulles ne sont pas égales, la situation se complique. Finalement, cela rend plus difficile de faire des déclarations générales sur la façon dont la surface totale ou, en 2D, longueur de bord, ou "périmètre", peut être minimisé pour optimiser la stabilité structurelle.

Dans une nouvelle recherche publiée dans Le Journal Physique Européen E , Francis Headley et Simon Cox de l'Université d'Aberystwyth au Royaume-Uni explorent comment différents nombres de bulles 2D de deux zones différentes peuvent être disposés dans des disques circulaires, de manière à minimiser leurs périmètres.

En utilisant des simulations informatiques de jusqu'à dix bulles, le duo a étudié comment les formes des bulles pouvaient être optimisées, tout en obéissant aux lois mathématiques de la formation des bulles. Leurs travaux pourraient ouvrir la voie à de nouvelles conceptions de structures complexes en mousse qui sont à la fois plus solides et moins chères que les conceptions précédentes. Cela pourrait également fournir de nouvelles informations sur les lois physiques générales qui régissent les dispositions optimales des bulles avec des zones différentes. Pour arriver à ces conclusions, Headley et Cox ont noté comment la complexité augmente rapidement pour un plus grand nombre de bulles totales; tandis que cinq bulles peuvent être disposées de 20 manières différentes, un total de 314, 748 structures sont possibles pour dix bulles.

Headley et Cox ont calculé leurs arrangements de bulles optimaux à l'aide d'un logiciel avancé pour trouver l'arrangement de bulles de périmètre le plus bas pour chaque rapport de surface. Pour chaque quantité de bulles, ils ont finalement déterminé que le nombre de structures avec le plus petit périmètre pour une certaine plage de rapports de surface augmentait à mesure que le nombre de bulles augmentait, et donc que la gamme des rapports de surface qui donne une structure de bulle particulière avec le plus petit périmètre est devenue plus étroite.