文/云無心 原文
吹肥皂泡大概是多數(shù)小朋友喜歡的活動(dòng)敏释。本來是無色的液體骂澄,吹成泡沫就變得五顏六色癣疟。有得很快就破了挣柬,有的卻可以“存活”很長(zhǎng)時(shí)間,甚至掉到了頭上都不會(huì)立刻破開睛挚。這凛忿,是為什么呢?有沒有辦法讓泡沫永遠(yuǎn)不破呢?
水之所以形成泡泡竞川,其中的“表面活性劑”居功至偉店溢。表面活性劑是一類結(jié)構(gòu)特別的分子汽绢,一頭喜歡水(稱為“親水頭”)喂链,一頭喜歡空氣(叫做“疏水尾”)。當(dāng)我們吹出一個(gè)泡泡侄榴,構(gòu)成泡泡的水膜就形成了兩個(gè)表面遭贸,外面與大氣相連戈咳,而里面則與泡泡內(nèi)的空氣相接。水中的表面活性劑會(huì)很快地跑到空氣和水的表面上壕吹,親水頭呆在水中著蛙,疏水尾伸到空氣里。在兩個(gè)表面上各自堆積了一層表面活性劑耳贬,就象兩層磚墻一樣踏堡。“磚墻”的中間咒劲,就是一層水顷蟆。一個(gè)泡泡诫隅,就是由表面活性劑組成的雙層“磚墻”夾著一層水組成。
跟普通磚墻不一樣的是帐偎,其中的水是流動(dòng)的逐纬。所謂水往地處走,水膜中的水也不例外削樊。流動(dòng)的結(jié)果豁生,泡泡頂端的水越來越少,下面的水越來越多漫贞,水膜就變得上面薄下面厚沛硅,就象物理實(shí)驗(yàn)的棱鏡一樣。當(dāng)光線穿過這樣的一個(gè)“水棱鏡”绕辖,就被分解成各色的光摇肌,于是我們就看到了五顏六色的泡泡。
隨著泡泡上方水膜中的水逐漸流走仪际,水膜越來越薄围小。這時(shí)候如果遇到一點(diǎn)擾動(dòng),水膜就破開了树碱,泡泡也就“爆炸”了肯适。
所以,要想泡泡“存活”得更久成榜,第一種思路就是讓膜中的水流得慢一些框舔。水流的速度跟水的粘度密切相關(guān)。越粘的液體赎婚,就會(huì)流得越慢刘绣。增加粘度的物質(zhì)叫做“增稠劑”。所以挣输,在肥皂水中加入增稠劑之后纬凤,吹出的泡泡就能存活得更久。
另一種思路是讓兩層“磚墻”更加堅(jiān)固撩嚼,不容易破裂停士。一般的表面活性劑是小分子,到了水和空氣的表面也是“有組織完丽,無紀(jì)律”恋技,一盤散沙,所以容易破裂逻族。如果是一些大分子蜻底,比如蛋白質(zhì)也具有親水和疏水的部位,也可以跑到表面上瓷耙。到了表面之后朱躺,不同分子之間還會(huì)“手拉手、肩并肩”搁痛,形成堅(jiān)固地城墻长搀。受到外界的擾動(dòng),也可以互相支援鸡典,從而不容易破裂源请。
不過,蛋白質(zhì)分子個(gè)頭太大彻况,從水中跑到表面上的速度比較慢谁尸。如果用蛋白質(zhì)水來吹泡泡的話,還等不及蛋白質(zhì)分子們跑到表面上形成“分子墻”纽甘,泡泡就已經(jīng)破了良蛮。
雖然這樣的蛋白質(zhì)水溶液用來吹泡泡不是個(gè)好主意,它們?cè)陲嬃现袇s可以大顯身手悍赢。有一種咖啡叫“卡布其諾”决瞳,表面上有一層泡沫。這層泡沫需要在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間 內(nèi)——至少在喝完的這段時(shí)間里——保持著潔白細(xì)膩的外觀左权,所以表面活性劑產(chǎn)生的那種大而短命的泡沫就派不上用場(chǎng)皮胡。實(shí)際上用的是牛奶,其中的牛奶蛋白具有很好的表面活性赏迟。當(dāng)高溫的水蒸氣通入牛奶中屡贺,就產(chǎn)生了細(xì)密的泡泡。牛奶蛋白的分子在高溫下伸展開來锌杀,到了空氣和水的表面上甩栈,更容易互相連接起來,形成穩(wěn)定的“城墻”糕再,使得泡泡很難破裂谤职。
比卡布其諾的泡沫更加穩(wěn)定的是打發(fā)奶油。打發(fā)奶油是用奶油形成的泡沫亿鲜。只是因?yàn)榕菖萏?xì)小允蜈,憑肉眼難以看出它跟通常的泡沫有相似之處。除了其中的蛋白質(zhì)可以形成穩(wěn)定的“磚墻”外蒿柳,奶油中的水含量很低饶套,液體的粘度很大。被打發(fā)起來之后垒探,“墻”中的水流動(dòng)極為緩慢妓蛮,過了很長(zhǎng)的時(shí)間水膜還是那么厚。此外圾叼,奶油中有大量的脂肪顆粒蛤克,在“打發(fā)”過程中捺癞,這些顆粒接觸的地方互相融合 ,形成了象糖葫蘆那樣的連接狀態(tài)构挤。而且一個(gè)接一個(gè)髓介,形成了“糖葫蘆網(wǎng)”,把產(chǎn)生的泡泡固定在其中筋现,就更增加了不同的泡泡接觸融合的難度唐础。一方面是泡泡被隔開難以變薄,另一方面是水膜兩側(cè)的“墻”非常穩(wěn)固矾飞,所以奶油的泡沫比起卡布其諾的泡沫來一膨,簡(jiǎn)直可以用“壽星”來形容。
跟打發(fā)奶油相比洒沦,冰激凌更是登峰造極豹绪。除了奶油中的泡泡難以破裂的那些因素,冰激凌在攪拌降溫的過程中還會(huì)形成大量的小冰粒申眼。這些冰渣也有助于把泡泡和脂肪可以“支撐起來”森篷,不許它們互相靠近,所以也就可以存活下去豺型。不過仲智,冰激凌的這種“長(zhǎng)壽”狀態(tài)只能在冷凍條件下存在。一旦溫度升高姻氨,冰粒融化钓辆,形成“糖葫蘆網(wǎng)”的脂肪顆粒也會(huì)徹底融合,就無法再凍回去了肴焊。明白了這些過程前联,也就不難理解:冰激凌一旦化了,再凍上之后口感也完全不同娶眷。
所有液體的泡沫都注定要破滅似嗤,除非它們?cè)谄茰缰氨弧肮袒毕聛怼T谑澄镏薪斐瑁罱?jīng)典的例子是蛋糕烁落。蛋糕的“蜂窩”來自于雞蛋白形成的泡沫。這樣的泡沫被混合到蛋糕的其他原料中豌注,然后送入烤爐伤塌。泡沫水膜中的液體往下流,周圍的溫度迅速升高轧铁。雞蛋白有個(gè)很特別的地方每聪,是極為怕熱——達(dá)到六十多度,它們就頂不住“化作了山脈”。在烤蛋糕的時(shí)候药薯,蛋白泡沫中的水還來不及流下绑洛,就已經(jīng)隨著蛋白變成了固體,永遠(yuǎn)失去了流動(dòng)的能力童本。
有很多其他的蛋白質(zhì)也可以產(chǎn)生很好的泡沫真屯。但常見的食用蛋白中,沒有哪種可以象雞蛋白(或者鴨蛋鵝蛋等各種鳥蛋的蛋白)巾陕,在很低的溫度下就會(huì)固化讨跟。其他的蛋白產(chǎn)生了很好的泡沫纪他,送進(jìn)去了烤爐鄙煤,卻極為頑強(qiáng)——泡泡們都已經(jīng)四零八落,它們卻還沒有變成固體茶袒,也就無法支撐起蛋糕的綿軟結(jié)構(gòu)梯刚。所以,那些“無蛋蛋糕”薪寓,只能通過加入其他成膠的成分亡资,讓泡沫們?cè)诟矞缰埃兂晒腆w而永垂不朽向叉。