咖啡渍外围颜色深、内部颜色浅？咖啡环效应了解一下

在日常生活中，也许每个人都会意外地在桌子上滴咖啡，但是我不知道您是否注意到这种神奇的现象：如果您不及时擦拭桌子上的咖啡，请等待它的滴水桌面上形成的污渍是深色外环和浅色内部颜色。

这种现象称为咖啡环效应。

与纯水不同，咖啡和茶等冲泡饮料可以归类为溶液（严格地是解决方案和悬浮液的混合物）。

咖啡豆被烤和萃取后，咖啡的深棕色来自木炭黑物质。酿造咖啡后，这些物质变成了悬浮在液体中的几个小颗粒。我们不小心在衣服上或桌子上滴落的咖啡污渍的颜色是由小颗粒引起的。

对于大多数普通人来说，咖啡环效应只是日常生活中的偶然现象，但是在物理学家的眼中，它背后有很多谜。

不同的蒸发率导致咖啡环的出现

尽管咖啡环效应是以咖啡命名的，但它应该是一种科学现象，当溶液在固体表面上蒸发时会发生。可观察到的彩色环形成过程由咖啡环代表也更直观：当溶液掉落在桌面或纸上时，液滴的蒸发不会形成一个逐渐形成的圆，而形成环形形式的形状，但外侧有更多的溶质颗粒，内侧更少。

这是因为当液滴中的水蒸发时，桌面与液体之间的固定液体界面之间的相互作用以及液体与液体与空气表面之间的气液接口之间的相互作用导致在液滴的不同位置的水的蒸发率不一致，这反过来导致液滴不同位置的水的蒸发率是不一致的，这又导致咖啡环的形成。

在桌面或纸表面和液滴的连接处，水的蒸发速率比液滴和空气的连接快。

通过这种方式，液滴中间的水分子将溶质和颗粒带到桌子的边缘，并用桌面或纸将其补充。最后，水蒸发后，小溶质颗粒继续在边缘积聚，并慢慢成为我们看到的环。

1997年咖啡渍外围颜色深、内部颜色浅？咖啡环效应了解一下，芝加哥大学物理学家 Nagau和 等研究人员发表了一份有关国际权威性杂志《自然》中咖啡环效应的学术论文。在本文中，首次正式描述了咖啡环效应。从那时起，还揭示了有关如何打破咖啡环效应的科学研究结果。

小发现背后有很大的应用

咖啡环效应不仅是生活中有趣的小现象，而且它的外观实际上给人们的日常生产和生活带来了一些麻烦和麻烦。例如，打印机的不均匀墨水射流是由咖啡环效应引起的。

为了解决这些问题，研究人员开始寻找液滴蒸发后形成均匀固体层的方法。

后来，科学家发现要解决这个问题，有必要改变悬浮颗粒的特性。研究人员发现，不同的颗粒形状可以改变膜在空气和液体之间的界面上的特性，从而影响这些物质的蒸发过程。

在相同的条件下，椭圆形颗粒将改变空气和液体之间的界面。这项研究发现，颗粒形状对蒸发的影响是直接暴露的，因此有效地指导人们改善印刷和绘画方法。

此外，咖啡环效应在生物领域也“闪耀”。在诊断中，科学家将咖啡环效应与生物传感技术相结合，以检测体液中的生物标志物，例如唾液和血液。基于这项研究，美国范德比尔特大学的研究人员创建了一种生物学方法来快速检测疟疾。

不仅如此，咖啡环效果还使人们注意根据粒径在同一溶液中的多种溶质分离。

例如，集中在咖啡环的最外侧的颗粒的直径最小，而集中在咖啡环内侧的颗粒的直径较大。科学家使用此原理将相关物质分开。

在被苹果击中之后，牛顿是一位著名的英国物理学家和数学家，开始关注重力，这反过来又影响了未来几年的物理发展。也许科学的奥秘隐藏在日常生活中的某种微妙现象中，等待人们去探索。

下次您喝咖啡时，如果您不小心将咖啡滴到桌子上，您还可以缓慢擦拭干净，并想象有关咖啡环效果的新应用。 （来源：数字北京科学中心）