梅斯卡爾(Mezcal)的手工制作者擁有一種嘗試過(guò)的真實(shí)方法，可以告訴您何時(shí)將飲料蒸餾至正確的酒精水平。他們將一些噴入一個(gè)小容器中，然后尋找小氣泡，稱為珍珠。如果酒精含量太高或太低，氣泡會(huì)迅速破裂。但是，如果他們徘徊30秒鐘左右，酒精含量就非常高，并且可以隨時(shí)飲用。

現(xiàn)在，一組流體動(dòng)力學(xué)研究人員進(jìn)行的一項(xiàng)新研究揭示了該技巧背后的物理原理。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)模型，研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)酒精含量接近50%的最佳點(diǎn)時(shí)，一種稱為Marangoni效應(yīng)的現(xiàn)象會(huì)幫助混合氣泡停留更長(zhǎng)的時(shí)間。研究人員說(shuō)，除了顯示出已有數(shù)百年歷史的工匠的科學(xué)依據(jù)外，研究人員還說(shuō)，這些發(fā)現(xiàn)揭示了有關(guān)液體表面氣泡壽命的新的基本細(xì)節(jié)。

這項(xiàng)研究是布朗大學(xué)，墨西哥國(guó)立自治大學(xué)，圖盧茲大學(xué)和其他地方的研究人員之間的合作，于7月3日發(fā)表在《科學(xué)報(bào)告》雜志上。

布朗工程學(xué)院的教授，該研究的資深作者羅伯托·澤尼特(Roberto Zenit)第一次聽(tīng)到有關(guān)泡沫戲法的消息時(shí)，他說(shuō)，他立即對(duì)此產(chǎn)生了興趣。

澤尼特說(shuō)：“我的主要研究興趣之一是氣泡及其行為方式。” “因此，當(dāng)我的一位學(xué)生告訴我，氣泡對(duì)制作梅斯卡爾酒非常重要時(shí)，這是我與朋友們真正喜歡的一種飲料，我無(wú)法不去研究它的工作原理。”

研究人員從進(jìn)行實(shí)驗(yàn)開(kāi)始，以觀察改變梅斯卡爾酒精度如何改變氣泡壽命。他們澆灌了一些梅斯卡爾樣品，并向其他樣品中添加了純乙醇。然后，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中重現(xiàn)了噴射技巧，同時(shí)仔細(xì)地對(duì)氣泡進(jìn)行計(jì)時(shí)。他們發(fā)現(xiàn)，果然，酒精含量會(huì)極大地影響氣泡的壽命。在未改變的樣品中，氣泡持續(xù)了10到30秒。在強(qiáng)化和淡化的樣品中，氣泡都會(huì)立即破裂。

表明氣泡確實(shí)可以衡量酒精含量，下一步是找出原因。

為此，Zenit和他的學(xué)生首先簡(jiǎn)化了流體，僅使用純凈水和酒精的混合物進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)表明，與混合物一樣，當(dāng)混合物接近50%的水和50%的酒精時(shí)，氣泡往往會(huì)持續(xù)更長(zhǎng)的時(shí)間。研究人員確定，額外的氣泡壽命主要是由于粘度。氣泡傾向于在粘性較高的液體中持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間，并且酒精與水的混合物的粘度峰值大約在50%左右。

但是，在50至50的水和酒精混合物中的氣泡仍然不如在mezcal中持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)。澤尼特(Zenit)和他的學(xué)生意識(shí)到，梅斯卡爾(mezcal)必定有某種東西可以放大粘度效應(yīng)。為了弄清楚它是什么，他們使用高速攝像機(jī)仔細(xì)觀察了它們一生中的氣泡。

澤尼特說(shuō)，視頻顯示出令人驚訝的東西。它顯示了從金屬表面到氣泡膜的液體向上對(duì)流。

澤尼特說(shuō)：“通常，重力使氣泡膜中的液體流走，最終導(dǎo)致氣泡破裂。” “但是在巨大的氣泡中，這種向上的對(duì)流正在補(bǔ)充流體并延長(zhǎng)了氣泡的壽命。”

在某些計(jì)算機(jī)建模的幫助下，研究人員確定了一種稱為Marangoni對(duì)流的現(xiàn)象是造成這種向上運(yùn)動(dòng)的原因。當(dāng)流體在具有不同表面張力的區(qū)域之間流動(dòng)時(shí)，就會(huì)發(fā)生馬蘭戈尼效應(yīng)，這是形成流體薄膜表面的分子之間的吸引力。Mezcal包含多種充當(dāng)表面活性劑的化學(xué)物質(zhì)-改變表面張力的分子。結(jié)果，與下面的表面活性劑填充的流體相比，形成在金屬表面上的氣泡傾向于具有更高的表面張力。不同的表面張力將流體吸入氣泡中，從而延長(zhǎng)了氣泡的使用壽命。

通過(guò)擴(kuò)大現(xiàn)有的趨勢(shì)，即在50%的酒精混合物中存在更持久的氣泡，表面活性劑驅(qū)動(dòng)的Marangoni效應(yīng)使氣泡成為衡量梅斯卡爾酒精含量的可靠指標(biāo)。

來(lái)自墨西哥的澤尼特(Zenit)說(shuō)，為這種手工技術(shù)提供新的啟示感到高興。

他說(shuō)：“從事具有科學(xué)價(jià)值和文化價(jià)值的工作很有趣，這是我的背景之一。” “這些工匠是他們所做工作的專家。能夠證實(shí)他們已經(jīng)知道的知識(shí)，并證明其具有超出普通制造能力的科學(xué)價(jià)值，這真是太好了。”

研究人員說(shuō)，從這項(xiàng)工作中得出的見(jiàn)解在涉及氣泡的各種工業(yè)過(guò)程中可能有用。在環(huán)境研究中也可能有用。

研究人員寫道：“例如，表面氣泡的壽命可用作診斷工具，以推斷液體中表面活性劑的存在：如果壽命大于純凈液體的預(yù)期壽命，則液體被污染了。”