Veda potvrdzuje starodávnu techniku merania alkoholu

Je to všetko o bublinkách. Remeselnícki liehovarníci majú vyskúšanú jednoduchú metódu, ak chcú merať obsah alkoholu. Dajú ho do malej nádoby a hľadajú drobné bublinky. Ak je obsah alkoholu príliš vysoký alebo príliš nízky, tak tieto malé bublinky zmiznú. Ak alkohol v norme, tak zostanú tam po dobu 30 sekúnd. Teraz už vedci tvrdia, že vedia prečo.

Slzy vína

To, čo vedci v praxi zistili pomocou bubliniek sa nazýva Marangoniho jav. Ide o jav, pri ktorom si dve kvapaliny vymieňajú hmotu v dôsledku gradientu povrchového napätia. Marangoniho efekt prvýkrát spozoroval fyzik James Thomson v roku 1855, v takzvaných “slzách vína”. Niektoré vína, najmä tie s väčším obsahom alkoholu, tvoria rovnaké bublinky, ako sme už vyššie spomínali.

Stáva sa to preto, že alkohol má nižšie povrchové napätie ako voda. Ak je alkohol zmiešaný s vodou nehomogénne, časť s menším obsahom alkoholu bude pôsobiť na okolitú tekutinu silnejšie ako na ostatné oblasti. Keď sa povrch kvapaliny s vysokým obsahom alkoholu stretne so stranou pohára, spôsobí, že kvapalina stúpa nahor. 

Počas toho sa odparuje alkohol aj voda, ale alkohol sa odparuje rýchlejšie. To zase znižuje množstvo alkoholu v kvapaline. Alkohol sa pohybuje hore po bočnej strane pohára, vytvára kvapôčky, ktoré padajú späť na vlastnú váhu a vytvárajú tak slzavý vzor. Rovnaký jav je pri koreni bublín. 

Tradičné liehoviny

Všeobecná fyzika, ktorá za týmto fenoménom stojí, je známa už nejaký čas. Teraz však tím výskumníkov v oblasti dynamiky tekutín našiel konkrétne procesy a podrobnosti procesu. Podľa ich laboratórnych experimentov a počítačových modelov sa tento jav najlepšie prejaví, keď je obsah alkoholu okolo 50 %. Ideálna hodnota pre niektoré tradičné liehoviny.

„Jedným z mojich hlavných výskumných záujmov sú bubliny a to, ako sa správajú,“ povedal Zenit. „Takže, keď mi jeden z mojich študentov povedal, že pri príprave mezcalu, čo je nápoj, ktorý si skutočne vychutnávam so svojimi priateľmi, sú bubliny dôležité, bolo nemožné, aby som neskúmal, ako to funguje.“

Zenit a jeho študenti zmenili hladinu alkoholu v mezcale a zmerali, ako to ovplyvnilo životnosť bubliniek. V nezmenených vzorkách bubliny trvali 10 – 30 sekúnd. Keď zvýšili alebo znížili obsah alkoholu, bubliny praskli takmer okamžite. V obohatených vzorkách aj vo vode zriedených bubliny okamžite praskli. Potom sa však stalo niečo zaujímavé: ani v 50% zmesi alkoholu a vody bubliny nevydržali tak dlho ako v mezcale.

Predviedol sa Maragoni

Zenit a jeho študenti si uvedomili, že niečo v mezcale zosilňuje účinok. Nastavili tak vysokorýchlostné kamery na sledovanie ich bublín. Nimi odhalili prekvapivý pohyb. Konvekciu kvapaliny smerom nahor z povrchu mezcalu do bublinkových membrán. Tu prichádza na rad konvekcia Marangoni. Práve tento jav bol zodpovedný za tento pohyb nahor.

„Normálne gravitácia spôsobuje odtok kvapaliny v bublinovom filme, čo nakoniec spôsobí prasknutie bubliny,“ uviedol Zenit. „Ale v mezcalových bublinách je táto konvekcia smerom nahor, ktorá dopĺňa tekutinu a predlžuje životnosť bubliny.“

„Je zábavné pracovať na niečom, čo má vedeckú aj kultúrnu hodnotu, čo je súčasťou môjho pozadia,“ uviedol. „Títo remeselníci sú odborníkmi v tom, čo robia.“ Je skvelé mať možnosť potvrdiť to, čo už vedia, a preukázať, že to má vedeckú hodnotu, ktorá nepresahuje iba mezcal.”

Tento proces však nespočíva len v zábavnom experimente. Marangoniho efekt ovplyvňuje množstvo priemyselných procesov (od výroby alkoholu po zváranie). Tento výskum by tak mohol pomôcť lepšie porozumieť a zdokonaliť tieto procesy.

Zdroje: