你见过吗?

只要把一小片辣椒

放在有一层薄薄水膜的案板上——

“刷”地一下,辣椒周围的水就自己退开了!

这背后的科学,比你想的还要有趣。

实验器材

新鲜辣椒(其他蔬菜水果也可)、案板、(洗洁精)、所标杯

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实验步骤

把辣椒切成圈,不要冲洗,保持切面新鲜。

注意辣椒素强烈刺激皮肤和眼睛,务必清洗手、勿揉眼。小朋友或大学生请在家长看护下使用刀具,注意安全!

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将案板均匀润湿,形成连续的水膜

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第三步:

轻轻把一两圈辣椒放到水膜上。

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第四步:

观察到辣椒周围的水膜会迅速向外“散开”,在辣椒附近留下更干的区域。

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第五步:

尝试更多种类的水果蔬菜,同样可以发现和辣椒类似的现象。但同时发现水膜很厚的地方或者被水冲洗过的蔬菜水果,效果明显减弱。

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第六步:

换成酒精或洗洁精,会发现同样的现象。

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原理解说

水—空气界面好像被一根无形皮筋兜着,分子间相互吸引让界面倾向收缩,这股收缩能力就是表面张力;一旦某处的“皮筋”被拉松,界面就会沿着表面张力梯度产生切向流动,去把界面“拉紧”,这正是马兰戈尼效应

把辣椒片轻放在超薄、连续的水膜上时,首先起作用的是辣椒果皮的角质层/蜡质外膜——一个整体偏疏水的表面。薄膜在疏水扰动下更易去湿(dewetting):它会先破成一个干洞,洞缘在表面张力驱动下回缩并往外推水,边界处堆出一圈“水堤”,于是你看到辣椒周围水迅速让出一片“空圈”。

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与此同时,切面可释放少量疏水性分子(包括辣椒素与植物蜡/油脂等),这些分子倾向富集在气-水界面、降低局部表面张力,在薄膜上制造出更明显的γ(表面张力)差,进一步把水沿界面从低γ区拉向高γ区。当你再点入洗洁精时,真正高效的表面活性剂迅速覆盖界面、显著拉低中心趋于γ,立刻形成强烈的表面张力梯度,并触发更快的马兰戈尼流,水就像被“拽走”一样向外退去,相比食材而言,使用洗洁精“空圈”形成更快,也更稳定。

总结而言,整个过程可以理解为:疏水果皮先“起洞”(去湿),界面上的疏水分子造成拉力不均(马兰戈尼效应),而洗洁精把这种“拉力不均”放大——所以可观察到那一圈干燥区快速生成并维持一段时间。

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