科学家揭秘高分子粉末的溶解过程

材料牛注：大家在生活中想必都喝过黑芝麻糊糊、奶粉，不过你是否留心过，在泡制一碗黑芝麻糊糊或者冲兑一杯奶粉时的有趣现象呢？无论你是否留心，当你读完后，你都会在重复上述过程时，联想到其中的原理，并报以会心一笑！

厨师们都知道：当粉末溶解在液体中的时候，通常会结块。在用水冲玉米糊糊或者用牛奶和面的时候，便能见证这种现象的发生。

但有趣的是，厨师们却不知道：物理学家们花了大量的时间去研究，在这些面团中倒底发生了什么？

最近EPJE刊发了一篇来自法国ESPCI的研究成果，解释了这个理论，并附带了他们的研究结果。研究结果详细说明了溶剂液滴(比如水)对润湿的可溶性聚合物基底的影响程度。

该论文重点介绍粉末溶解的第一阶段，又称作溶胀阶段：即水渗入粉末中的每一个微孔后，粉末发生胀大的现象。在该领域，有很多类似的实验，大都是重点分析在同一层水溶性基底上水滴扩散机制随时间的变化。当液滴开始扩散时，在基底中的溶剂含量不同。液滴的扩散方式基于液滴边缘的基底成分的变化而变化。

现在，科学家们掌握了含有极长聚合物链的特殊粉末（例如面粉）难溶的两个原因。一方面，在微观尺度，由于溶剂溶解而导致的材料柔性的变化，使得自发溶胀变得困难。这导致基底形成凝胶，并降低了液滴的扩散速度。另一方面，水化导致溶剂和材料的亲和力增加，更易润湿；并且也增强了液滴的扩散能力。

随着越多的溶剂与基底接触，溶剂的扩散也会增加。研究人员仍然需要观测谷物和微孔的准确大小或分布，这需要准确调整并提高溶胀作用和随之而来的溶解阶段。

参考连接：Scientists Share Insights into Wetting of Soluble Polymer Substrates

本文由编辑部杨鹏程提供素材，严祥银编译。