科学家发现可在杯子里装下更多啤酒的物理方法

导读：虽然像玻璃杯中的啤酒需要形成泡沫并保持较长的泡沫寿命，但在啤酒装瓶过程中却应该避免泡沫从而加快装瓶速度。

虽然像玻璃杯中的啤酒需要形成泡沫并保持较长的泡沫寿命，但在啤酒装瓶过程中却应该避免泡沫从而加快装瓶速度。在其他工业过程中，泡沫的形成也往往是不可取的，特别是如果它会导致泄漏和环境污染等问题。

在泡沫中，相邻的气泡被一层薄薄的液体膜隔开。为了产生和稳定泡沫，需要添加表面活性物质如表面活性剂，通常还有脂类或蛋白质。

许多液体如啤酒和肥皂就含有这种表面活性分子，它们可以稳定泡沫。因此，为了防止泡沫，必须添加额外的化学品如油、蜡或微粒子。这些有助于相邻的气泡迅速融合在一起进而使泡沫迅速分解。

跟Hans-Jürgen Butt部门马克斯普朗克聚合物研究所的小组负责人Doris Vollmer合作的科学家们现在更详细地研究了超疏水表面对泡沫的影响。这些表面具有微观的粗糙度，这能防止液体粘附在上面。液体在只有几微米--百万分之一米--的小柱子上，另还有一层连续的空气膜。

“我们问自己，我们是否可以使用这样的表面来防止泡沫的形成，甚至溶解现有的泡沫，”这项研究的论文第一作者William Wong说道。据悉，这个想法是，细小的柱子在接触时破坏了泡沫的稳定性并导致它们破裂，然后泡沫内的空气被释放并通过超疏水层中的连续空气层逃逸，而得到的结果是：泡沫溶解/消散，这一切无需化学添加剂或机械（耗能）搅拌。

研究人员为了在实验中证明他们的想法在玻璃杯的内部涂上了一层薄薄的超疏水层，另外还在玻璃杯中注入啤酒和肥皂水。为了准确地研究泡沫的形成或分解细节，研究人员使用了包括高速摄影和数字全息技术在内的多种科学方法。

“在我们看来，这种表面跟泡沫有关的特性长期以来一直被低估，”Doris Vollmer说道，“我们能够表明，超疏水性表面能有效地破坏预先存在的泡沫并最先防止泡沫的形成。”

根据科学家们的说法，涂层玻璃表面可以帮助加快未来的填充过程，而无需添加额外的物质。

这些结果现在已发表在《Nature Communications》上。