江江前两天上网冲浪时,看到了这么个新闻,科学家们花了7年时间研究啤酒泡沫,结果给新能源车整上了一波全能龙魂???
说起来,啤酒泡沫大家肯定不陌生。
大夏天,往烧烤摊一坐,整上三五斤小龙虾,手里举着一杯冰啤酒“吨吨吨”,那叫一个美。
对于江江来说,喝啤酒图的就是那个爽口。
所以每次倒完啤酒,那升腾起来的泡沫总让人有点不耐烦——要是倒酒的姿势没掌握好,一杯啤酒里能有半杯都是沫子。这泡沫喝起来可没有啤酒本身的香甜,反而带着一股涩涩的苦味,更让人着急的是,得等好半天它才能消下去,实在是太耽误时间了。
不过,对于很多啤酒爱好者来说,啤酒泡沫反而是喝啤酒必不可少的一环。
比如隔壁的日本老哥们,喝啤酒就追求所谓酒和沫7:3的黄金比例。
针对这个问题,远在大洋彼岸的瑞士苏黎世联邦理工学院科学家们发现,有些啤酒的泡沫转瞬即逝,而像比利时精酿这类啤酒的泡沫,却常常能维持十几分钟之久。
于是,他们打算通过啤酒入手,彻底搞清楚这些泡沫起泡、消泡的核心机制。
看到这里,你可能要问了:这跟电车有毛关系,难不成往电机里倒啤酒?
开过电车的差友都知道,电车猛是真的猛,起步烧胎那是常态,这背后的功臣,就是那个转速极高的电机。
传统的燃油车发动机,转速踩到 6000 转那是红线,发动机已经在那嘶吼了,但是电动车的电机呢,上万转都不叫事。
就拿我们日常用的高转速电机,比如什么打蛋器、破壁机来说,就它们的转速,都很容易把什么蛋清啥的打出泡沫。
而在电机和变速箱的内部,润滑油和冷却液就在经历更恐怖的地狱级搅拌。
在高强度转速下,润滑油和冷却液也就容易混入空气,产生大量的微小泡沫。
对于电车来说,这些泡沫就是隐形杀手,因为好好的润滑油有了泡沫,里面就会灌满空气,而空气是热的不良导体。
这就像是大夏天给电机穿了一件羽绒服,热量闷在里面出不来,电机分分钟过热降频,甚至烧毁。
另一边,润滑油里要是气泡过多,其承压性能就会完全失效。原本齿轮与轴承之间依靠一层油膜来实现保护,可一旦换成含有气泡的油液来承担这项任务,油膜便会迅速破裂,进而变成金属间的直接摩擦,最终造成更严重的磨损与点蚀问题。
而且,高压下气泡还容易产生微射流,有点像空气枪的感觉,疯狂喷击金属表面,导致润滑油氧化速度加快,也会缩短换油周期。
所以,如何消灭泡沫,是很多车企和润滑油厂商最头秃的问题。
工业界的工程师们想了各种办法,加消泡剂、改油路,效果都差点意思。
可现在,研究啤酒的科学家站出来了——既然通过研究啤酒,已经彻底弄明白了“是什么让泡沫保持不破”,那只要反过来思考,不就能知道“怎样让泡沫更快破裂”了吗?
为了彻底弄明白这个问题,他们和当地一家啤酒厂展开合作,整整耗时7年,对啤酒泡沫进行了全方位分析——既观察它在受力时究竟如何变形,又在气泡表面设置了监测装置,借助高精度显微成像技术,探究那些蛋白质颗粒是怎样聚集、怎样移动的。
除此之外,科学家们还上了蛋白质组学分析,研究了啤酒在发酵过程中,哪种蛋白质结构变了、含量多少,统统把他们给数据化了。
经过这么一整套操作,这帮“酒蒙子”科学家们还真就找到了两个关键角色:一种叫 LTP1 的蛋白质和马兰戈尼效应。
过去大家都以为啤酒里蛋白质越多、泡沫就越稳,更不容易散掉。
现在经过系统研究后才知道,啤酒泡沫的维稳机制,远比我们想象的要复杂得多,路数根本不止这一条。
像单次发酵的拉格啤酒(即使用桶底酵母在10至12摄氏度的低温环境下进行发酵,并且经过储存处理的啤酒),这类啤酒的泡沫稳定性主要依赖LTP1为气泡增添的黏性,黏性越大,泡沫就越难破裂。
而二次发酵的啤酒,气泡表面形成了薄膜或者网状结构,泡沫稳定性不再只依赖表面黏性,反而更多是网络结构的支撑。
关于三次发酵的比利时啤酒,LTP1会被完全分解为带有“亲水端”与“疏水端”的碎片,这些碎片能主动降低表面张力,而由此形成的马兰戈尼应力,可明显延缓泡沫的塌陷。
你可以把每一个气泡想象成一个“气球”,这个气球壁(液膜)是很脆弱的,重力会把液体往下拉,气球壁这就变薄了,很容易破。
但是,LTP1 蛋白质就像是气球壁里的钢筋,马兰戈尼效应就像是一支不拆东墙也能补西墙的全自动补墙施工队。
当气泡壁某一个地方变薄、表面张力发生变化时,马兰戈尼效应会驱动周围的液体自动流向那个变薄的区域,把墙给补上。

葡萄酒的挂杯也和马兰戈尼效应有关
至此,这些啤酒泡沫的产生和消除机制基本被摸清了。
于是,像壳牌这样的部分润滑油行业巨头,已与该研究团队展开合作,计划专门针对电动汽车研发润滑油,并着手调整配方,以精准瓦解那些维系泡沫稳定的机制。
而且,防泡、出泡的需求可不止润滑油领域,什么消防泡沫、油水分离,甚至用于治疗静脉曲张的医用硬化剂,未来或许都能看到这个成果大显身手。
这么看来,或许不久的以后大家把车开起来,可能多少得带点儿精酿味儿了。
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