布朗大学 信用:Unsplash/CC0公共领域 梅斯卡尔的手工制作人有一种可靠的方法来判断这种饮料何时被蒸馏到了合适的酒精含量
他们将一些喷入一个小容器中，寻找被称为珍珠的小气泡
如果酒精含量过高或过低，气泡会迅速破裂
但是，如果他们逗留30秒左右，酒精水平是完美的，麦斯卡尔准备好喝了
现在，一组流体动力学研究人员的新研究揭示了这一诡计背后的物理原理
利用实验室实验和计算机模型，研究人员表明，当酒精含量在50%的最佳值附近时，一种被称为马兰戈尼效应的现象有助于梅斯卡尔气泡停留更长时间
除了展示工匠们已经知道了几个世纪的东西的科学基础之外，研究人员说，这些发现揭示了关于液体表面气泡寿命的新的基本细节
这项研究由布朗大学、墨西哥国立自治大学、图卢兹大学和其他地方的研究人员合作完成，于7月3日发表在《科学报告》杂志上
当罗伯特·泽尼特，布朗大学工程学院的教授和这项研究的资深作者，第一次听说泡泡把戏时，他说他立刻就被吸引住了
“我的主要研究兴趣之一是泡沫及其行为，”泽尼特说
“因此，当我的一个学生告诉我，泡沫在制作麦汁饮料时很重要，这是一种我和朋友们都很喜欢的饮料，我不可能不研究它是如何工作的
" 研究人员从做实验开始，观察改变梅斯卡尔的酒精含量如何改变气泡寿命
他们稀释了一些麦斯卡尔样品，并在其他样品中加入了纯乙醇
然后，他们在实验室中复制喷射技巧，同时小心地为气泡计时
他们发现，毫无疑问，酒精含量极大地影响了泡沫寿命
在未改变的样品中，气泡持续10到30秒
在强化和掺水的样品中，气泡都立即破裂
已经表明气泡确实可以作为酒精含量的一个指标，下一步就是找出原因
为了做到这一点，泽尼特和他的学生从简化流体开始——用纯水和酒精的混合物进行实验
这些实验表明，当混合物中含有50%的水和50%的酒精时，气泡往往会持续更长时间
研究人员确定额外的气泡寿命主要是由于粘度
在更粘稠的液体中，气泡往往会持续更长时间，酒精-水混合物的粘度峰值约为50%
制作墨西哥传统烈酒麦斯卡尔的工匠们几个世纪以来就知道，饮料表面的持久气泡表明它已经被蒸馏到合适的酒精含量
一项新的研究揭示了这背后的科学原因
在某种程度上，这与所谓的马兰戈尼效应有关
梅斯卡尔的某些化学物质使液体向上对流进入气泡膜，这有助于气泡维持更长时间
学分:泽尼特实验室/布朗大学 然而，50-50的水和酒精混合物中的气泡仍然没有梅斯卡尔的气泡持续时间长
泽尼特和他的学生意识到，梅斯卡尔一定有什么东西放大了粘性效应
为了弄清楚这是什么，他们用高速摄像机仔细观察了气泡的一生
泽尼特说，视频揭示了一些令人惊讶的事情
它显示了液体从麦兹卡尔表面向上进入气泡膜的对流
“通常情况下，重力会导致气泡膜中的液体流失，最终导致气泡破裂，”泽尼特说
“但在梅斯卡尔气泡中，有这种向上的对流，补充了流体，延长了气泡的寿命
" 在一些计算机模型的帮助下，研究人员确定了一种被称为马兰戈尼对流的现象是造成这种向上运动的原因
当流体在不同表面张力的区域之间流动时，就会产生马兰戈尼效应，表面张力是形成流体薄膜表面的分子之间的吸引力
梅斯卡尔含有多种起表面活性剂作用的化学物质——改变表面张力的分子
因此，在mezcal表面形成的气泡往往比下面充满表面活性剂的流体具有更高的表面张力
不同的表面张力将液体吸入气泡，延长了气泡的寿命
表面活性剂驱动的马兰戈尼效应放大了50%酒精混合物中持续时间更长的气泡的现有趋势，使气泡成为mezcal中酒精含量的可靠指标
来自墨西哥的泽尼特说，对这项手工技术有了新的认识是令人欣慰的
“从事既有科学价值又有文化价值的工作很有趣，这也是我背景的一部分，”他说
“这些工匠是他们所做工作的专家
很高兴能够证实他们已经知道的东西，并证明它不仅仅具有麦兹卡尔制造的科学价值
" 研究人员说，这项工作产生的见解可能对各种涉及泡沫的工业过程有用
它也可以用于环境研究
“例如，”研究人员写道，“表面气泡的寿命可以作为一种诊断工具来推断液体中表面活性剂的存在:如果寿命大于纯/干净液体的预期寿命，那么液体最有可能被污染。”
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