梅斯卡爾(Mezcal)的手工制作者擁有一種嘗試過的真實方法，可以告訴您何時將飲料蒸餾至正確的酒精水平。他們將一些噴入一個小容器中，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，并且可以隨時飲用。

現(xiàn)在，一組流體動力學研究人員進行的一項新研究揭示了該技巧背后的物理原理。通過實驗室實驗和計算機模型，研究人員發(fā)現(xiàn)，當酒精含量接近50%的最佳點時，一種稱為Marangoni效應的現(xiàn)象會幫助混合氣泡停留更長的時間。研究人員說，除了顯示出已有數(shù)百年歷史的工匠的科學依據(jù)外，研究人員還說，這些發(fā)現(xiàn)揭示了有關液體表面氣泡壽命的新的基本細節(jié)。

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

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

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

研究人員從進行實驗開始，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，他們在實驗室中重現(xiàn)了噴射技巧，同時仔細地對氣泡進行計時。他們發(fā)現(xiàn)，果然，酒精含量會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。在強化和淡化的樣品中，氣泡都會立即破裂。

表明氣泡確實可以衡量酒精含量，下一步是找出原因。

為此，Zenit和他的學生首先簡化了流體，僅使用純凈水和酒精的混合物進行了實驗。這些實驗表明，與混合物一樣，當混合物接近50%的水和50%的酒精時，氣泡往往會持續(xù)更長的時間。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)更長時間，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)的時間長。澤尼特(Zenit)和他的學生意識到，梅斯卡爾(mezcal)必定有某種東西可以放大粘度效應。為了弄清楚它是什么，他們使用高速攝像機仔細觀察了它們一生中的氣泡。

澤尼特說，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流。

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

在某些計算機建模的幫助下，研究人員確定了一種稱為Marangoni對流的現(xiàn)象是造成這種向上運動的原因。當流體在具有不同表面張力的區(qū)域之間流動時，就會發(fā)生馬蘭戈尼效應，這是形成流體薄膜表面的分子之間的吸引力。Mezcal包含多種充當表面活性劑的化學物質-改變表面張力的分子。結果，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，從而延長了氣泡的使用壽命。

通過擴大現(xiàn)有的趨勢，即在50%的酒精混合物中存在更持久的氣泡，表面活性劑驅動的Marangoni效應使氣泡成為衡量梅斯卡爾酒精含量的可靠指標。

來自墨西哥的澤尼特(Zenit)說，為這種手工技術提供新的啟示感到高興。

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

研究人員說，從這項工作中得出的見解在涉及氣泡的各種工業(yè)過程中可能有用。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期壽命，則液體被污染了。”