Paul Sparks
0 
3406
875
Forskere har knekt et skummende mysterium: fysikken til fizz.
Mange vet at skummende drinker får popen og gnisten fra bittesmå bobler av karbondioksid som sprenger ut av væskeblandingen deres. De vil kanskje også vite av erfaring at den harde skitteringen av seltzer over en tunge føles annerledes enn det glatte skummet av Champagne, den søte bruden av en cola eller pizzazz fra club soda. Men inntil nylig visste ikke forskere hvor annerledes karbondioksid oppfører seg i forskjellige drikker, eller hvorfor.
Et papir publisert 9. januar i The Journal of Physical Chemistry B tilbyr det mest komplette svaret ennå på dette spørsmålet. Et team av kjemikere fra Kinas Jilin University og University of Minnesota bygde komplekse modeller av kullsyreholdige cola (i hovedsak sukker og vann), Champagne (alkohol og vann) og club soda (salt og vann) og studerte dem for å finne ut hvordan disse løsningene endre oppførselen til oppløst karbondioksid. De bygde også en modell med rent kullsyreholdig vann (seltzer), et stoff hvis fysikk allerede er godt forstått, for å sjekke at modellene deres fungerte ordentlig. [Løft glasset: 10 berusende ølfakta]
De fant ut at for alle tre drikkene de studerte, poppet karbondioksid og fizzte ut av løsningen saktere og mindre intenst enn i rent seltzer vann - men av forskjellige grunner.
I en kullsyreholdig drikk blir små klumper av CO2 oppløst i vannet, akkurat som sukkeret i en cola, ifølge papiret. Men de CO2-klumpene løser seg ikke veldig bra, og så snart drikken er utsatt for friluft, begynner de å sprekke ut av løsningen som bobler, stige til overflaten og forsvinne ut i atmosfæren..
Den prosessen skjer ikke på en gang, fant forskerne. Dette er fordi vann er tyktflytende - dets H2O-molekyler klamrer seg fast til hverandre med ladede bindinger mellom de små Mickey-Mouse-ear-hydrogenatomer og store oksygenatomer - så CO2 må ta seg vei gjennom det gitteret for å unnslippe.
Merkelig nok reduserer både alkoholen i Champagne og sukkeret i cola det totale antallet hydrogenbindinger mellom vannmolekylene, og reduserer dermed antall bindinger som holder CO2 på plass. Og likevel slipper begge fremdeles CO2 saktere enn rent vann. (Saltet i klubbbrus øker antall hydrogenbindinger, så det er fornuftig at det holder på CO2 tettere.)
Så hvorfor holder champagne og cola til CO2 omtrent like tett som klubbbrus, til tross for at de har færre hydrogenbindinger?
Forskerne viste at sukker og alkohol faktisk endrer hele formen på vannet rundt dem. Selv når hydrogenet binder seg til vannmolekyler, og forhindrer dem i å binde seg til hverandre, får de molekylene til å presse seg nærmere hverandre - knuse sammen tettere rundt alt det oppløste CO2, og holder det på plass effektivt selv uten hydrogenbindinger, forskere forklarte.
Denne typen modellering er viktig, skrev forskerne, fordi den hjelper til å svare på grunnleggende spørsmål om fysikk og smak av kullsyreholdige drikker på måter det er veldig vanskelig å oppnå med direkte eksperimenter. Fordi CO2 løses opp så raskt og enkelt i alle disse drikkene, fra Champagne til seltzer, er det vanskelig å måle variasjonene mellom dem, men de utgjør en stor forskjell i drinkenes smaker.