"Наш эксперимент раскрыл причину того, почему пища часто прилипает к центру сковородки. Оказалось, что это связано с формированием сухого пятна в тонкой пленке из подсолнечного масла в результате действия так называемой термокапиллярной конвекции", – заявил ведущий научный сотрудник Института теплофизики СО РАН в Новосибирске Александр Федорченко.
Человечество начало пользоваться различными растительными маслами для приготовления пищи на поверхности сковород и другой посуды еще во времена античности. Еще тогда повара заметили, что чрезмерный нагрев сковороды и использование недостаточно большого количества масла приведет к тому, что пища прилипнет к ее дну.
Сейчас производители посуды пытаются защитить свою продукцию от пригорания пищи, нанося тефлон и другие полимеры на ее поверхность. Иногда они покрывают ее узором из микроскопических бугорков и ямок, в результате чего поверхность начинает очень активно отталкивать воду. Аналогичные покрытия, хотя и более примитивной формы, использовались еще древними греками при выпечке хлеба.
Антипригарные покрытия и того, и другого типа, как отмечают Федорченко и его коллеги, далеко не всегда защищают посуду от прилипания к ней пищи. Чешские и российские физики попытались понять, почему это так, детально изучив то, как взаимодействуют между собой поверхность сковороды, масло и приготовляемая на ней пища. Для этого ученые провели серию экспериментов по нагреву масла и поверхности сковороды и использовали собранные данные для просчета поведения жидкости.
Эти расчеты указали на то, что масло в буквальном смысле исчезало из центральных областей сковород при их достаточно сильном и длительном нагреве, что было связано с феноменом, который ученые называют эффектом Марангони, или термокапиллярной конвекцией. Его существование обусловлено тем, что сила поверхностного натяжения, отвечающая за формирование четкой границы между толщей жидкости и внешними средами, сильно зависит от температуры и других свойств жидкостей и их "соседей".
В частности, в 1865 году итальянский физик Карло Марангони обнаружил, что нагрев одного участка поверхности жидкости до высокой температуры приведет к тому, что сила поверхностного натяжения в этой точке резко упадет, а в соседних она почти не изменится. Это заставит жидкость перетечь из него на соседние участки, подчиняясь законам термодинамики. Аналогичного эффекта можно добиться, смешав жидкости, сила поверхностного натяжения которых очень сильно различается, к примеру воду и мыльный раствор или спирт и воду.
Нечто похожее, как обнаружили Федорченко и его коллеги, происходит с тонким слоем из подсолнечного масла, налитым на горячую сковороду с антипригарным покрытием. Как правило, ее центр нагревается сильнее, чем периферия, в результате чего возникает существенная разница в силе поверхностного натяжения в тех частях прослойки из масла, которая покрывает эти участки сковороды.
Если слой масла будет достаточно тонким, а также при исполнении некоторых других условий жидкость переместится из горячего центра сковороды и сконцентрируется на ее периферии. Это позволит пище беспрепятственно прилипать к сухой антипригарной поверхности, не рассчитанной на то, что ее будут использовать без масла.
"Появление подобных сухих пятен можно предотвратить, если увеличить толщину пленки из масла, сделать дно сковородки более толстым или периодически перемешивать пищу во время приготовления. Это предотвратит появление существенной разницы в температуре разных частей дна сковороды и не позволит эффекту Марангони перераспределить масло", – подытожил Федорченко.
Фото: pixabay.com
