为什么沸腾的水滴可以在热油表面翻滚？

各种液滴的照片，图自麻省理工学院官网

做饭时我们经常会发现，水滴不小心落入热锅中后会在薄薄的油层上疯狂飞溅。这看似微不足道的现象，却直到最近才在麻省理工学院的研究下首次获得分析与理解。

过去科学家了解到：当沸腾的水滴落到高温的表面上，水滴会悬浮在一层薄的蒸汽膜上（即莱顿弗罗斯特效应），并因此在低摩擦力的情况下在表面飞驰。但表面如果由一层热油包覆，由于油液的粘性远高于蒸汽膜，科学家猜想水滴的移动速度会变慢。

但是与直觉相反，高温条件下，水滴在热油表面上的移动速度是裸金属上的10-100倍。

经过深入分析，科学家发现在合适的高温、粘度和厚度下，油会在水滴外面裹上一层薄薄的油膜。随着水滴温度升高，在油膜与水滴之间会形成微小的水蒸气泡。当这些气泡突破油膜而逃逸，它们对水滴施加了一个反向的驱动力，类似于正在放气的气球。

如果没有这层油膜，气泡同时往四面八方逃逸，这种反向驱动力就不存在。不过由于气泡的形成是随机的，水滴的前进方向也是随机的，如今科学家正研究着控制这个驱动机制方向性的方法。这一研究结果对微流体设备、传热系统和其他应用具有重要意义。

整理丨向桃、李嘉、邱施运

编辑丨朱珍

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