物理机制解密肥皂泡如何冻结成漂亮冰晶球肥皂泡如何冻结成漂亮冰晶球

　　肥皂泡如何冻结成漂亮冰晶球？

　　“雪花玻璃球效应”物理机制解密

----物理机制解密肥皂泡如何冻结成漂亮冰晶球//---- http://www.caoding.cn

　　冷库内一块冰上的泡泡结冰的过程。图片来源：《自然》网站

　　科技日报北京6月20日电（采访人员张梦然）英国《自然·通讯》杂志19日发表的一篇物理学论文，揭示了肥皂泡是如何冻结成漂亮的冰晶球的，这一此前未曾揭示过的物理机制，告诉了人们“雪花玻璃球效应”(snow-globe effect）是如何产生的。

　　肥皂泡在特定条件下冻结时，可以观察到内部有大量不断生长的冰晶在盘旋，让人不禁联想到雪花玻璃球——即在空心的玻璃球或有底玻璃罩中固定住一些饰品以及“雪花”的摆设。然而在此之前，未有研究调查过这种现象背后的物理机制以及肥皂泡是如何冻结的。

　　此次，美国弗吉尼亚理工学院研究人员乔纳森·波利科及其同事研究了主导肥皂泡冻结的热传递过程。他们在不同环境温度下，将肥皂泡置于冰冷的表面，并记录下了冻结过程。他们观察到了两种不同的冻结机制，具体视温度而定。

　　当周围温度与肥皂泡温度一样时，冻结从肥皂泡底部开始，并会产生“马拉高尼流”（液体从表面张力低的地方流向表面张力高的地方），导致冰晶脱离冻结界面，并在肥皂泡周围旋转，就像雪花玻璃球里面的雪花一样。之后，随着冰晶不断生长和并合，肥皂泡完全冻结。但是，当周围温度为室温时，冻结界面会缓慢向上扩展，最终在肥皂泡中间位置停止——因为传导不良。这样半冻结的肥皂泡先会保持均衡状态，直到最后液体圆顶坍塌。

　　研究人员指出，这项发现有助于物理学家更好地理解热传递现象。