Paul Sparks
0 
2376
587
Forskare har knäckt ett skumt mysterium: fysiken i fizz.
Många vet att skummiga drycker får sin pop och gnistrar från små bubblor av koldioxid som spricker ut ur deras flytande blandning. De kanske också vet av erfarenhet att den hårda skitteringen av seltzer över en tunga känner sig annorlunda från det släta skummet från Champagne, den söta brus från en cola eller pizzazz från club soda. Men tills nyligen visste inte forskare hur annorlunda koldioxid uppträder i olika drycker, eller varför.
Ett papper publicerat 9 januari i Journal of Physical Chemistry B erbjuder det mest kompletta svaret ännu på den frågan. Ett team av kemister från Kinas Jilin University och University of Minnesota byggde komplexa modeller av kolsyrade cola (i huvudsak, socker och vatten), Champagne (alkohol och vatten) och club soda (salt och vatten) och studerade dem för att ta reda på hur dessa lösningar ändra beteendet hos upplöst koldioxid. De byggde också en modell av rent kolsyrat vatten (seltzer), ett ämne vars fysik redan är väl förstått, för att kontrollera att deras modeller fungerade korrekt. [Höj ditt glas: 10 berusande ölfakta]
De fann att för alla tre dryckerna de studerade köpte koldioxid ut och fizzade ut ur lösningen långsammare och mindre intensivt än i rent seltzer vatten - men av olika skäl.
I en kolsyrad dryck löses små klumpar av CO2 i vattnet, precis som sockret i en cola, enligt tidningen. Men dessa klumpar av CO2 löses inte särskilt bra, och så fort drycken utsätts för friluft börjar de spricka ut ur lösningen som bubblor, stiga upp till ytan och försvinner i atmosfären..
Den processen sker inte på en gång, fann forskarna. Detta beror på att vatten är visköst - dess H2O-molekyler klamrar fast vid varandra med laddade bindningar mellan deras lilla Mickey-Mouse-ear-väteatomer och stora syreatomer - så CO2 måste ta sig igenom det gitteret för att fly.
Bisarligt minskar både alkoholen i Champagne och sockret i cola det totala antalet vätebindningar mellan vattenmolekylerna, vilket minskar antalet bindningar som håller CO2 på plats. Och ändå släpper båda koldioxid långsammare än rent vatten. (Saltet i club soda ökar antalet vätebindningar, så det är vettigt att det håller på CO2 tätare.)
Så varför håller Champagne och cola sig på CO2 så lika tätt som klubbsoda, trots att de har färre vätebindningar??
Forskarna visade att socker och alkohol faktiskt förändrar hela formen på vattnet runt dem. Även när vätebindningen till vattenmolekyler förhindrar dem från att binda till varandra, får de dessa molekyler att pressa sig närmare varandra - krossas mer tätt runt allt det upplösta CO2 och håller det på plats effektivt även utan vätebindningar. forskare förklarade.
Denna typ av modellering är viktig, skrev forskarna, eftersom det hjälper till att svara på grundläggande frågor om fysik och smak av kolsyrade drycker på sätt som är mycket svåra att genomföra med direkta experiment. Eftersom CO2 upplöses så snabbt och enkelt i alla dessa drycker, från Champagne till seltzer, är det svårt att mäta variationerna mellan dem, men de gör en stor skillnad i dryckens smaker.