神奇的咖啡环效应

不知道你是否注意到这样一个神奇的现象——如果不小心打翻咖啡、茶水等饮料，或者是将它们滴落到桌面上，等它们干燥之后，形成的污渍会是一个外围深色、内部浅色的环。

不同于透明的纯净水，咖啡和茶水这类冲泡饮品是溶液和悬浊液的混合物。那么，为什么它们的液滴最终变成了一个环？物理学家们通过研究发现，液滴蒸发后不会形成等比例渐渐缩小的圆圈，是因为液滴中不同位置的水的蒸发速率不同。

在桌面或纸面与液滴之间的界面处，水的蒸发速率要比在液滴与空气之间的界面处水的蒸发速率快，如此一来，液滴中的水分子就会携带溶质和颗粒，来到液滴与桌面或纸面的边缘进行补充。最终水蒸发之后，溶质小颗粒们不断在边缘积累，就变成了“环”。

这一现象被物理学家们称为“咖啡环效应”，打印机喷墨不均匀也是这一效应的显现。

在医学诊断上，科学家们将咖啡环效应与生物传感技术结合，用于检测唾液、血液等体液中的生物标志物。美国范德堡大学的研究人员就在此基础上开发了一种快速检测疟疾的方法。

不仅如此，咖啡环效应还让人们关注到可以按照颗粒尺寸的不同，分离出同一种溶液中的多种溶质，如集中在咖啡环最外侧的颗粒直径最小，咖啡环内侧的颗粒直径更大，利用这一原理就可以实现物质的分离。

传言牛顿被苹果砸到头，继而开始关注万有引力，或许科学的奥秘也正藏在生活中这些细微的现象中等人探寻。下次你喝咖啡的时候，若是不小心把咖啡滴到桌面上，不妨不紧不慢地擦干净，并畅想一番咖啡环效应的新应用。

（ 兜兜摘自《放学后》2023年第1期，视觉中国供图）