為什麼酸奶的蓋子上總有一層厚厚的酸奶呢？

這涉及一種名為浸潤的現象。當我們把一滴水或者其他液體置於固體表面時，液體分子之間的吸引力便和液體分子與固體分子間的吸引力展開競爭。如果前者強於後者，液體就會傾向於保持液滴的形狀，儘可能避免與固體接觸，即液體不容易浸潤固體表面。要是後者更強，液體就會傾向於與固體發生接觸，甚至完全在固體表面鋪展開，即液體容易浸潤固體表面（參見《科學世界》2017年11期「毛細現象」）。

浸潤在很多時候是好事，例如在物體表面刷塗料時。但在另外一些情況下，這意味著固體表面容易被液體污損。粘在酸奶蓋子上的酸奶就屬於這種情況。酸奶在儲存和運輸過程中，難免有一些酸奶會和蓋子接觸，而酸奶又能夠浸潤由鋁箔製成的蓋子內表面，於是就會粘附上去。

在牛奶發酵成酸奶的過程中，乳糖變成乳酸，pH下降，導致原本以膠束形式存在的酪蛋白開始聚集，形成臨時性的三維網路，導致體系黏度上升。此時，乳清（由乳清蛋白和水等構成）可能會從酪蛋白網路中逃出，這就是在自家做酸奶或是酸奶長期靜置時出現的淡黃色液體。當酸奶粘在蓋子上時，重力讓乳清更容易滴落，使得留在蓋子上的酸奶越發黏稠。浸潤到固體表面的黏稠酸奶更難以流動，這就形成了粘在蓋子上的厚厚奶層。

通過過濾和離心等方法，可以去除酸奶中的乳清，剩下的就是酸乳酪。酸奶蓋子上黏稠的酸奶便接近於酸乳酪。

如果我們希望酸奶儘可能不粘在蓋子上，就需要設法讓酸奶不浸潤蓋子表面。一般來說，相比於金屬、玻璃等材料，塑料等有機高分子材料的表面相對不容易被浸潤。一個典型的例子是俗稱特氟龍的聚四氟乙烯，它經常用於不粘鍋的塗層。如果在鋁箔上塗以這些材料，就可以讓酸奶不容易粘在蓋子上。

用荷葉原理製成的酸奶蓋（右）就不會粘上酸奶了

不過，單純改變固體表面的化學組成有時還不足以達到令人滿意的效果。這個時候就需要引入特定的微觀結構，讓原本平滑的表面變得粗糙。當液體與這樣的固體表面接觸時，由於微觀結構的限制，一部分液體實際上無法接觸到固體表面，而是與空氣接觸。如果把空氣也當成一種材料，它是極難浸潤的（無法吸引液體分子）。在這樣的固體表面，液體常呈球狀，而且只要固體表面稍微傾斜，液滴就會滾落，從而使固體表面易於保持潔凈，荷葉的表面就是如此。實際上，科學家們正是從荷葉中獲得靈感，開發出極難被液體浸潤的固體表面。已經有廠家把這種技術用於生產酸奶的蓋子，在喝這種酸奶時，就不用再舔蓋子了。

（原載《科學世界》2017年第12期）

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！