2016 一月號
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第122期電子報  出刊日期:1050120


科學新文摘

 

香檳泡泡的金色魔力

香檳氣泡在玻璃杯中竄至杯頂,過程雖然短暫,卻是一幅生動的畫面。它體現了複雜的物理化學系統,也展現出撩人鼻息又美得冒泡的迷人本質。

撰文/李傑–貝拉(Gerard Liger-Belair)
翻譯/陳義裕

開瓶香檳,為自己倒上一杯,然後啜飲一口吧!那翻騰的氣泡上浮、迸裂,在液面發出優雅的嘶嘶聲,把上千個金色泡泡拋入空中,同時也釋放出酒中那撩人鼻息、鼓動味蕾的香醇。伴隨那滿口芳香、清涼沁透脾胃卻又暖人心窩的酒氣,微小金色泡泡譜出了節奏輕快的交響曲。而這正是法國東北香檳區典型氣泡酒的迷人之處,也是世界各地慶典中不可或缺的一員。

沿著玻璃杯壁一列列緩緩上升的氣泡,就像是許多迷你的熱氣球一樣,這是一瓶好香檳的眾多特質之一。由於確保香檳能有氣泡翻騰的傳統特色是一件攸關生意的大事,因此對於香檳釀酒廠來說,製造出極緻完美的小泡泡就至為重要了。

有鑑於此,10幾年前我和法國藍斯香檳阿丹尼大學以及「酩悅香檳」(Moet & Chandon)酒廠的幾位研究夥伴,便決定來研究碳酸飲料中氣泡的行為。整個氣泡生命史裡包含許多因素,我們的目標是要決定、描述並進一步了解這些因素各自扮演的角色。在玻璃杯中斟滿了氣泡酒、啤酒或汽水,然後進行這種簡單卻仔細的觀察,竟在視覺上展現出它從未被發掘的迷人現象。我們最初的研究結果專注在氣泡生命史中的三個主要階段︰氣泡的生成、上浮,以及迸裂。

氣泡的生成 
在香檳、氣泡酒以及啤酒中的氣泡,主要是由二氧化碳所形成,這是由於糖在經過酵母菌發酵後,會轉換成酒精及二氧化碳分子。但是汽水之類的飲料之所以會發出嘶嘶聲,則是工廠將之碳酸化的結果。在裝瓶或裝罐後,溶解在液體中的二氧化碳會依循亨利定律(Henry's law),與軟木塞、瓶蓋或拉環下的氣體達到平衡;這個定律說明,在平衡時,氣體溶解於液體中的量,會和氣體的壓力成正比。

打開一個瓶罐,液面上二氧化碳氣體的壓力就會急遽下降,破壞了原先已達到的熱力學平衡;如此一來,液體中的二氧化碳分子便呈現過飽和狀態(supersaturation)。為了要與大氣壓力重新取得平衡,二氧化碳分子就必須從這個呈過飽和狀態的液體逃逸。而當我們把飲料倒入杯中時,有兩個機制會讓溶解的二氧化碳逃離:從液體的表面擴散出去,或是形成氣泡。

但是,若要群聚這些溶解的二氧化碳,使氣泡誕生,這些氣體分子就必須擠開周圍那些受到凡得瓦力(van der Waals force,一種偶極吸引力)強力牽繫在一起的液態分子,因此氣泡的形成會受到這個能量障礙的牽制。然而,要克服能量障礙所需達到的過飽和比例,根本就超過氣體溶解於碳酸飲料中的量。......

【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2016 年第 918 期 01 月號】


活動訊息_圖示

中研院士卓以和 獲美國拉姆福德獎

中央研究院18日表示,中央研究院院士卓以和獲美國人 文與科學院「2015年拉姆福德獎(Rumford Prize)」 ,表彰他在雷射技術上的研究貢獻。 (中研院提供) 中央社記者陳至中傳真 104年12月18日

中央社記者陳至中傳真 104年12月18日

(中央社記者陳至中台北18日電)中央研究院今天表示,院士卓以和獲美國人文與科學院「2015年拉姆福德獎(Rumford Prize)」,表彰他在雷射技術上的研究貢獻。

拉姆福德獎創立於1839年,是美國年代最久的科學獎項之一,旨在表揚熱學與光學領域有傑出貢獻的科學家,包括美國發明大王愛迪生曾獲得此獎。

卓以和跟物理學家卡帕索(Federico Capasso)共同獲得2015年拉姆福德獎,他們兩人於1994年發明了量子級聯雷射技術,這項革命性的新光源被廣泛應用於化學感測和光譜上的輻射光源,民生上也被應用於電信通訊、醫療診斷及污染監測等領域。

中研院表示,卓以和目前任職於美國阿爾卡特-朗訊貝爾實驗室(Alcatel-Lucent's Bell Labs),擔任半導體研究所副總裁。同時是美國國家科學院、美國國家工程學院等多個知名學會的院士,於1990獲選台灣中研院院士。

新聞來源網址:http://www.cna.com.tw/news/ahel/201512180175-1.aspx


活動訊息_圖示

主  題:科學史講座(一)
日  期:105年1月26日(星期二)下午14:00~17:10。
講  師:李家維教授、趙丰教授教授
地  點:國立臺灣大學思亮館國際會議廳
報名網址:教育部全國教師在職進修網登錄報名,課程代碼:1914034

主  題:2016動手做物理教育研討會
日  期:105年1月27日(星期三)上午08:30-17:20
地  點:國立中山大學
活動網址:http://cond-mat.thu.edu.tw/PESROC/?q=node/14

 

主  題:科學的態度,決定你明天的高度
日  期:105年1月23日14:00~15:30
講  師:國家太空中心蕭俊傑 博士
地  點:國立自然科學博物館科學中心地下樓演講廳
活動網址:http://www.nmns.edu.tw/ch/education/about/speech/science-102q1.htm

主  題:2016全國科學探究競賽
報名時間:105年01月18日 至 105年03月31日
活動網址:http://sciexplore2016.colife.org.tw/announce.aspx?aid=20160118162825

主  題:週日閱讀科學大師(下) /由”極光片語”看今日的科普推廣
日  期:105年3月27日10:00~12:00
講  師:國立台灣大學應用力學研究所李世光 教授
地  點:國立科學工藝博物館南館國際演講
活動網址:http://freesci.tw:8090/scholarmatch/page.activityshow.action?id=10

 
 

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