布朗大学和图卢兹大学的研究人员发现，表面活性剂或类似肥皂的化合物是导致香槟中气泡暴涨的原因。 这种独特的气泡行为不同于其他碳酸饮料，对理解流体力学具有重要意义，尤其是在气泡引起的混合和自然现象方面。

以下是一些值得敬酒的科学发现：布朗大学和法国图卢兹大学的研究人员解释了为什么香槟中的气泡呈直线上升，而其他碳酸饮料（如啤酒或苏打水）中的气泡呈直线上升 不。

发表在 Physical Review Fluids 杂志上的一项新研究描述了这些发现，该研究基于一系列数值和物理实验，当然包括用于倒香槟、啤酒、苏打水和起泡酒的玻璃杯。 这些结果不仅解释了是什么赋予了香槟气泡线，而且可能对理解流体力学领域中气泡的流动具有重要意义。

“这是我多年来一直在研究的类型，”该论文的作者之一、布朗大学工程学教授罗伯托泽尼特说。 “大多数人从未见过海水渗漏或曝气池，但他们中的大多数人都喝过汽水、啤酒或香槟。通过谈论香槟和啤酒，我们的总体计划是让人们了解流体力学的重要性 在他们的日常生活中。”

倒香槟

研究人员调查了香槟和起泡酒等碳酸饮料中气泡链的稳定性。

该团队的目标是研究碳酸饮料中气泡链的稳定性。 享用这些饮料的标志性体验之一是在倒酒时形成的微小或巨大的气泡，形成一连串可见的气泡和嘶嘶声。 根据饮料及其成分的不同，所涉及的流体力学也不同。

例如，当谈到香槟和起泡酒时，源源不断的气泡以单线模式快速上升到顶部，并保持这种状态一段时间。 这被称为稳定的气泡链。 对于其他碳酸饮料，例如啤酒，许多气泡偏向一侧，看起来好像同时存在多个气泡。 这意味着气泡链不稳定。

研究人员着手探索稳定气泡链的机制，以及他们是否可以重新创建它们以使不稳定的气泡链与香槟或普罗赛克中的气泡链一样稳定。

香槟和起泡酒的气泡链直线上升。 许多啤酒中的气泡链在上升时偏向一侧，看起来好像多个气泡同时上升。

他们的结果表明，香槟和其他起泡酒中稳定的气泡链是由称为表面活性剂的类似肥皂的化合物引起的。 这些类似表面活性剂的分子有助于降低液体和气泡之间的张力，使它们顺利上升到顶部。

“从理论上讲，在香槟中，这些污染物充当表面活性剂是一件好事，”该论文的资深作者 Zenit 说。 “这些赋予液体风味和独特性的蛋白质分子是稳定它们产生的气泡链的原因。”

实验还表明，气泡的稳定性受气泡本身大小的影响。 他们发现，带有大气泡的链条与带有污染物的气泡具有类似的觉醒，从而导致平稳上升和稳定的链条。

然而，在饮料中，气泡总是非常小。 这使得表面活性剂成为产生直链和稳定链的关键成分。 例如，啤酒也含有表面活性剂之类的分子，但根据啤酒的类型，气泡可以直链上升，也可以不直链上升。 相比之下，碳酸水中的气泡总是不稳定的，因为没有污染物可以帮助气泡顺利地滑过链中其他气泡留下的尾流。

“这种尾流，这种速度扰动导致气泡被击倒，”泽尼特说。 “气泡最终不是一条线，而是更像一个圆锥体。”

在论文的这张图表中，研究人员表明，当在干净的液体中时，气泡的频率增加到 香槟中气泡链的速度增加，气泡链很快失去稳定性。 资料来源：由 Roberto Zenit 提供

研究人员说，这项新研究的结果远远超出了对庆祝祝酒的科学理解。 这些发现为理解气泡流中簇的形成提供了一个通用的流体动力学框架，具有经济和社会价值。

例如，使用气泡诱导混合的技术（如水处理设施中的曝气池）将极大地受益于研究人员对气泡如何积累、它们的来源以及如何预测它们的发生的更深入了解。 在自然界中，了解这些流动可能有助于更好地解释海洋渗漏，即甲烷和二氧化碳从海底涌出。

研究团队进行的实验相对简单——有些甚至可以在当地任何一家酒吧进行。 为了观察气泡链，研究人员倒了一杯碳酸饮料，包括 Pellegrino 苏打水、Tecate 啤酒、Charles de Cazanove 香槟和西班牙风格的 Brut。

为了研究气泡链以及是什么使它们稳定，他们在一个小的矩形有机玻璃容器中装满液体，并在底部插入一根针头，以便将气体泵入以产生不同种类的气泡。 泡泡链。

然后，研究人员逐渐添加表面活性剂或增加气泡尺寸。 他们发现，当气泡变大时，即使没有表面活性剂，它们也能稳定不稳定的气泡链。 当他们保持气泡大小固定并且只添加表面活性剂时，他们发现它们也可以从不稳定的链变为稳定的链。

研究人员在他们的论文中解释说，这两项实验表明，稳定气泡链有两种不同的可能性：添加表面活性剂和使气泡变大。

研究人员在计算机上进行了数值模拟，以解释一些他们无法用物理实验解释的事情，例如计算有多少表面活性​​剂进入气泡、它们的重量和它们的精确速度。

他们计划继续研究稳定气泡链的机制，努力将其应用于流体力学的不同方面，尤其是气泡流。

“我们对这些气泡如何移动以及它们与工业应用和自然的关系很感兴趣，”泽尼特说。