چرا حباب های شامپاین به صورت خطوط نازک بلند می شوند، جکوزی آشپزخانه می تواند میوه ها و سبزیجات را تمیز کند

چرا حباب های شامپاین به صورت خطوط نازک بلند می شوند، جکوزی آشپزخانه می تواند میوه ها و سبزیجات را تمیز کند

تمبر زمان: 5 مه 2023، 10:12 صبح

بطری شامپاین
بدون چوب پنبه: فیزیکدانان توضیح داده اند که چرا حباب های شامپاین روی صاف و باریک باقی می مانند. (با احترام: Shutterstock/Lukas Gojda)

ما در سیاره ای زندگی می کنیم که آب و هوای زیادی دارد، بنابراین جای تعجب نیست که حباب ها می توانند نقش مهمی در طیف وسیعی از فرآیندهای فیزیکی و بیولوژیکی ایفا کنند. و این یکی از دلایلی است که برخی از فیزیکدانان مجذوب حباب ها هستند. اگرچه من گمان می‌کنم که سرگرم کردن با حباب‌ها در آزمایشگاه، مخصوصاً اگر آنها در آبجو و شامپاین باشند، برای برخی جذابیت اصلی دارد.

آخرین پیشرفت در فیزیک حباب از ایالات متحده و فرانسه حاصل شده است روبرتو زنیت دانشگاه براون و همکارانش جریان حباب‌هایی را که در نوشابه‌های گازدار ایجاد می‌شوند، مطالعه کرده‌اند.

حتی یک نوشیدنی معمولی هم می‌داند که حباب‌های یک لیوان شامپاین در یک خط نازک و مستقیم به سمت بالا حرکت می‌کنند، در حالی که حباب‌های یک لیوان کولا در خطی پراکنده‌تر به سمت بالا حرکت می‌کنند. زنیت و همکارانش نشان داده‌اند که این رفتار با دو عامل تعریف می‌شود: اندازه حباب‌ها و وجود سورفکتانت‌ها در مایع. سورفکتانت ماده ای شیمیایی است که کشش سطحی بین مایع و گاز موجود در حباب را کاهش می دهد.

نیروهای جانبی

آنها دریافتند که برای حباب‌های کوچک یا سطوح کم سورفکتانت، گردابه‌هایی که در پی افزایش حباب‌ها ایجاد می‌شوند، نیروهای جانبی را روی حباب‌ها اعمال می‌کنند که باعث گشاد شدن جریان می‌شود. در مورد حباب‌های بزرگ‌تر یا غلظت‌های بالاتر سورفکتانت‌ها، نیروهای جانبی اثر معکوس دارند و حباب‌ها را به سمت خط باز می‌گردانند.

در حالی که حباب های شامپاین کوچک هستند، شراب سرشار از سورفکتانت است، بنابراین حباب های آن تمایل دارند در خطوط مستقیم حرکت کنند. از سوی دیگر، کولا حباب‌های بزرگ‌تری دارد اما سورفکتانت‌های کمتری دارد، بنابراین حباب‌ها تمایل دارند از خطوط وانکی‌تر پیروی کنند. می توانید در مورد تحقیق بیشتر بدانید فیزیک.

علاوه بر طعم ترش به نوشیدنی ها، حباب ها می توانند برای تمیز کردن سطوح نیز استفاده شوند. در واقع، محققان مشتاق توسعه روش‌هایی برای تمیز کردن مواد غذایی و تجهیزات آشپزی با استفاده از مایعات پر از حباب‌های هوا هستند. این تکنیک در حال حاضر در برخی از کاربردهای نظافت صنعتی وجود دارد، اما اطلاعات زیادی در مورد چگونگی بهینه سازی آن برای استفاده در آشپزخانه ها وجود ندارد.

زاویه جادویی

اکنون، سانی یونگ و همکارانش در دانشگاه کرنل در ایالات متحده نشان داده‌اند که جریانی از حباب‌ها که در حدود 22.5 درجه به سطحی برخورد می‌کنند و سپس به سمت بالا در امتداد سطح جریان می‌یابند بهترین در تمیز کردن هستند. آن‌ها با قرار دادن دو سطح شیشه‌ای کثیف مختلف در معرض جریان‌های آب حباب‌دار در زوایای مختلف به این نتیجه رسیدند. یک سطح با پروتئین های مشتق شده از شیر و آرد و سطح دیگر با کشت یک باکتری معمولی پوشانده شد.

این تیم با استفاده از شبیه‌سازی‌های عددی، این فرضیه را تأیید کردند که نیروی برشی اعمال‌شده توسط حباب‌ها بر سطح، مسئول تمیز کردن است. شبیه سازی آنها نشان می دهد که نیروی برشی در حدود 22.5 درجه به حداکثر می رسد.

یونگ گفت فیزیک او امیدوار است که این تحقیقات منجر به ایجاد "جکوزی میوه ای" برای تمیز کردن مواد غذایی حساس شود.

تولدت مبارک

به طور معمول، دنیای فیزیک و فیزیک امروز رقیبی در دنیای نابسامان انتشارات فیزیک هستند. اما امروز می خواهم آرزو کنم فیزیک امروز تولد 75 سالگی بسیار مبارک در ماه مه 1948، مجله عضویت مؤسسه فیزیک آمریکا با هدف ایجاد "نفوذ متحد کننده برای حوزه های مختلف فیزیک و علوم مرتبط با فیزیک" راه اندازی شد.

شماره اول مقاله ای از مدیر مشهور علم وانوار بوش، که ریاست دفتر تحقیقات و توسعه علمی ایالات متحده در طول جنگ جهانی دوم را بر عهده داشت، ارائه شد. من شک ندارم که مقاله او هیجان آن روزهای پرهیجان پس از جنگ در آمریکا را به تصویر می کشد، زمانی که کشور به سرعت در حال تبدیل شدن به یک ابرقدرت علمی بود.

شما می توانید اطلاعات بیشتری در مورد تاریخچه مجله در اینجا بخوانید این مقاله. همچنین برخی از تبلیغاتی که در آنها ظاهر شده است را برجسته می کند فیزیک امروز در طول سال‌ها از جمله یکی از فروشنده‌های «معامله‌های مازاد جنگ» و دیگری که خواستار همبستگی با فیزیکدانان مخالف زندانی در اتحاد جماهیر شوروی بود.

تمبر زمان:

بیشتر از دنیای فیزیک