咖啡圈效应

✍ dations ◷ 2025-07-07 07:42:19 #物理现象

咖啡圈效应(Coffee-ring Effect),又译咖啡环效应,指当滴状液体在固体表面风干后,出现由内至外颜色逐渐加深环圈的一种现象。最明显的例子是咖啡溅落在桌布上风干后留下的圆形痕迹。

芝加哥大学的研究团队在 1997 年于自然发表,咖啡圈的出现是由于毛细现象固定了液滴的边界,而接近边缘蒸发的液体必须由内部的液体补充,因而形成由内部流向边缘的液体流。这样造成的流动几乎可以把所有的溶质带到边缘。

Hu 和 Larson 于随后的研究发现,蒸发效应在液滴内部会引发马伦哥尼流。这样的流动如果过于强烈,实际上会把溶质粒子重新分配到液滴中心。因此如果要让粒子累积在边缘,液体中的马伦哥尼流必须很弱。例如添加界面活性剂可以减少液体的表面张力梯度,来减少引发的流动。Hu 和 Larson 也提到,水本身的马伦哥尼流就相当微弱,在水中添加界面活性剂更进一步削弱了马伦哥尼流。

宾夕法尼亚大学研究小组认为,若固体表面的滴状液体内部悬浮着许多微粒物质(例如:咖啡滴),在液滴蒸发(风干)过程中,液滴并不是一圈一圈地慢慢削小,而是慢慢扁平。正是这样的"扁平渗流"推动了液滴中的微粒物质(咖啡)不断地向边缘聚集,当液滴被全部蒸发干之后更多的微粒留在边缘区域,形成了一个圆圈,也就出现了咖啡圈效应。Yunker等人还展现了消除咖啡圈效应的方法,例如将悬浮微粒的形状改为椭圆形后,而不是传统的圆形,微粒更能抵抗扁平渗流的作用, 因此椭圆微粒能留下更平整均匀的印记。

相关

  • 倭马亚王朝倭马亚王朝(阿拉伯语:أمويون‎),或译为伍麦叶王朝、奥米雅王朝、奥玛雅王朝,在古中国《旧唐书》中被称为白衣大食,是由倭马亚家族统治的哈里发国,是阿拉伯帝国的第一个世袭王
  • 勘查地球化学勘查地球化学是地球化学在应用方面的一门分支学科。可分为狭义和广义两种勘查地球化学。狭义勘查地球化学指系统研究地球化学探矿的理论、方法与技术的学科,也可称为探矿地球
  • 波丽安娜效应波丽安娜效应(Pollyanna principle),又称波丽安娜行为(Pollyannaism)或积极偏向(positive bias)是一种现象,指普遍人们会对于别人对他们的正面描述表示认同。这种与巴纳姆效应类似。
  • 生物资源暨农学院附设农业试验场坐标:25°00′55″N 121°32′28″E / 25.015161°N 121.541049°E / 25.015161; 121.541049 国立台湾大学生物资源暨农学院附设农业试验场(简称台大农场)是国立台湾大学生物资
  • 越南南方人民解放武装力量越南南方人民解放武装力量(越南语:Quân Giải phóng miền Nam Việt Nam/.mw-parser-output .han-nom{font-family:"Nom Na Tong","Han-Nom Gothic","Han-Nom Ming","HAN NO
  • 熊属熊属(学名:Ursus)是熊科熊亚科下的一个属,它包括分布很广的棕熊、亚洲黑熊、美洲黑熊和北极熊。另外也有纪录到灰熊与北极熊的杂交种存在,被称为灰北极熊。
  • 丹江口水库丹江口水库是中华人民共和国中部的一座大型水库,横跨鄂、豫两省,库区主要分布于湖北省丹江口市和河南省淅川县境内。丹江口水库是以供水、防洪、发电为主,兼具灌溉、养殖等功能
  • 亚戴二世·乔治玛·亚戴二世(叙利亚语:ܡܪܝ ܐܕܝ;英语:Mar Addai II:1950年8月1日-),或称亚戴二世·乔治(英语:Addai II Giwargis);本名萨莱曼·萨科(英语:Shlemun Giwargis),第107任东方古代教会(英语:A
  • 脱离困境 《脱离困境》(英语:),是美国创作歌手泰勒·斯威夫特的歌曲,由泰勒·斯威夫特与欢乐.乐团主唱杰克·安东诺夫共同创作及共同制作。歌曲是泰勒·斯威夫特第五张录音室专辑《1989》
  • 孙原贞孙原贞,名禹,字原贞,以字行。永乐十三年(1415年)进士,授司部主事,历郎中。正统初年,以荐擢河南右参政,再迁浙江布政使。后来担任兵部左侍郎,镇守浙江,景泰三年六月进兵部尚书,是年十二月