万博娱乐平台-招商主管你或许从未见过海洋渗漏，也可能不知何为曝气池，但你大概率喝过苏打水、啤酒、可乐、香槟等冒着气泡的饮料。今天，我们要做的就是通过谈论香槟里的气泡，来了解一个对理解流体力学领域的气泡流动具有重要意义的发现。

　　无论是香槟还是其他含葡萄气泡酒，当被倒入杯中时，都会有气泡不断出现并迅速上升到顶部，这些气泡在上升的途中会形成一条单一的线，并以这种形式持续一段时间，形成所谓的稳定气泡链。

　　布朗大学的Roberto Zenit是名专门研究气泡的工程学教授，他直觉地认为，在气泡饮料中，向上移动的气泡应该遵循一条不稳定的路径才对。因为每个液体中的气泡在上升的过程中都会产生尾流，而这种尾流是一种速度干扰，会撞击之后形成的气泡，使气泡不再直线上升，而是呈锥形上升。

　　的确，对于可乐等许多碳酸饮料来说，它们的气泡大多会横向移动，形成不稳定气泡链。

　　那么，为什么香槟等气泡酒中的气泡似乎可以不受尾流影响，仍以稳定的直线状从杯子底部上升呢？这样的现象引起了Zenit的好奇。

　　在一项新发表于《物理评论流体》杂志的研究中，Zenit与合作者通过一系列数值模拟和物理实验，为香槟的气泡线是如何形成的提供了解释。

　　在新研究中，研究人员先将苏打水、啤酒、香槟等饮料中的气体去除，然后将它们倒入一个小的矩形玻璃容器中。他们在容器底部安插了一根针，通过这根针可以将气体泵入，制造出不同类型的气泡链。

　　在实验中，研究人员测量了不同液体及气泡的各种物理和化学性质，比如液体密度、气泡半径、气泡路径、脂肪酸组成等。此外，他们还对气泡链在不同流体中的运动进行了数值模拟。

　　通过将实验结果与数值模拟相结合，研究人员发现液体中气泡链的稳定性，与气泡的大小和液体中的表面活性剂分子的浓度有关。

　　当液体中的气泡较小时，上升的气泡所产生的涡流会形成一个Z字形模式，导致气泡链不稳定；当液体中的气泡较大时，它的涡流会将后产生的气泡吸到第一个气泡的路径上，形成稳定的气泡链。

　　然而，香槟和其他含葡萄气泡酒中的气泡通常很小，为何也能形成稳定的单线气泡链结构呢？研究人员发现了另一个关键因素——液体中含有表面活性剂，这些分子的存在能产生和大气泡类似的效果。

　　香槟等气泡酒中都包含一些类似表面活性剂的分子，比如赋予香槟水果味道的脂肪酸，这些分子可以减少液体与气泡之间的张力，促使气泡平滑地上升到顶部。

　　因此，总结来说，要想形成稳定的气泡链，有两种不同的方法：一是添加表面活性剂，二是使气泡变得更大。

　　在实验中，研究人员通过逐渐增加气泡的大小，发现当气泡变得足够大时，即使液体中不含表面活性剂，也能使不稳定的气泡链变得稳定。同样，让气泡的大小维持不变，只增加表面活性剂时，气泡链也可以从不稳定变为稳定。

　　研究人员表示，新的发现具有很大的经济和社会价值，它有助于我们理解气泡是如何产生、聚集，以及如何预测它们的外观，为理解从海洋渗漏到金汤力等各种系统中的气泡的行为，提供了一个理论框架。接下来，研究人员计划继续研究稳定气泡链的力学，努力将其应用于流体力学的不同方面。