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作者：PanSci 編輯 老橘子

在科學中，很多簡單的事物會變得很複雜，例如咖啡。你可能會注意到濺灑出來的一滴咖啡，乾涸後並不會變成褐色斑點，而是邊緣有深色外環清晰的漬跡。要靠咖啡才能開始一天工作的人，桌面、文件、杯墊甚至衣服，都免不了常常擦拭的痕跡，那個漬跡的研究，歷史可溯及1997年Nature上的一篇論文。更早可能就要問土耳其咖啡占卜師，看到隔夜的杯底咖啡渣時，是否也想過這個問題了。

粒子的形狀

物理學家企圖找出為何會這樣已經超過十年以上。這個技術上稱為「咖啡漬圈環效應」(coffee ring effect)的現象，早先認為這是因為裡外不同的蒸發率造成的毛細滲流。但他們現在認為他們有了新的答案。

破解這個問題的科學家，一開始並不是研究咖啡環的，賓州大學的Peter

Yunker和他的同事研究當液體蒸發時，不同形狀的粒子如何聚集—如球形、卵形或甚至是細長形的粒子。

因此首先他們觀察到含有球形粒子的液體蒸發時，會形成如咖啡造成的漬圈環。「但是當我們蒸發帶著細長粒子的水滴時，不會形成漬圈環，反而擴散到水滴覆蓋的整個區域。」Yunker猜想，或許正是粒子的形狀造成咖啡漬圈環的效應。咖啡的確有粒子在內，但是Yunker並不知道他們是球狀與否。所以他做了任何好的科學家會做的事情。

他說：「我們下樓找了台咖啡機，投了35分買了杯咖啡，然後上樓把咖啡放在顯微鏡底下看一看，然後，至少在顯微鏡底下的分子看起來是球形的。」

水滴變形

對於大部分人來說，這可能已經足夠說明了一切，但是Yunker想要看他是否可以更精確地控制條件下的效果，如粒子的尺寸和確實的形狀。所以他決定讓粒子更輕易地控制。

他說：「我們使用的粒子是由聚苯乙烯製成，所以只是塑料粒子。」當他讓一滴帶著圓形粒子的液體揮發時，形成了一個漬環。當他用細長形的粒子時，卻看不到漬環。為什麼形狀會造成差別呢？

「當細長形的粒子抵達水滴表面時，改變了表面的形狀。」Yunker這樣說。水滴表面的變形，似乎是關鍵。當球形粒子抵達水滴表面時，其外形並不會造成相同的變形。

少了變形，粒子抵達水滴的邊緣時，造成了一個漬環。橢圓形的粒子造成的變形，就不會有漬環。

從咖啡到印表機

Arjun Yodh，本論文的共同作者，也是賓州大學物質研究實驗室的主持人說：「某程度上來說，帶著好奇有趣的心情，但實際上，還有很多關於『為何會這樣？』的有趣物理學。」同時這個研究，有很多實際的運用也超越咖啡。想一想，例如液體揮發若是運用在一層顏料或者噴墨印表機的墨水時，你不會想要文件上的每個字都帶著深色的邊緣外框吧！

John curry，亞歷桑那大學的化學家也表示，新研究看來解決了問題。「他們發現可微調的變項–明顯地，那並不困難–而且他們可以改變，不管這個薄膜是否均勻。」

（本研究不由Starbucks贊助）

原文及相關參考出處

NPR news: Scientists Crack

The Physics Of Coffee Rings

Nature, Volume: 476,

Pages: 308–311. Suppression of the coffee-ring effect by shape-dependent

capillary interactions

有一天，小明跑去台東民宿玩，一路上看到許多酒吧，便走了進去，見到許多清潔公司人員正拿著儀器在喝酒，他不解地問清潔公司裡面的人說，你們要去那裡做清潔呢?你們不是台北清潔公司嗎?怎麼在這裡?那清潔人員就回他說台北清潔人員屬於台北清潔公司，而台北清潔公司卻又跟台中搬家人員合作，導致台中搬家公司不在是單純的搬家公司了，不但要搬家還得修理熱水器呢，你看看有瓦斯熱水器、電熱水器、熱水器、熱泵熱水器、太陽能熱水器和電能熱水器等。那小明又開玩笑地問，油漆粉刷有沒有阿?台北清潔公司本身是沒有，但是做台北清潔這行倒是很多人會包辦，那人說到。突然間電視新聞開始播報小琉球民宿最近多夯，多受歡迎之類的。旁邊一個沉默的老頭突然喃喃自語地說，這跟seo有什麼兩樣?懂不懂網站排名阿?如果連網頁設計都不會，就一定不會知道關鍵字排名這種東西啦，還在用傳統電視傳媒，蠢!小名傻眼，連忙問seo是什麼阿?網站排名是不是比賽阿?網頁設計是不是只要漂亮就好啊?那老人不屑的回答道：網站排名就是透過網頁製作，尤其是那些台北網頁設計公司做出來的成品，非常容易使其在搜尋引擎上的關鍵字排名提升到前面，而這種作法英文簡稱就叫做seo，這樣懂嗎?那你知道為什麼要去做網站排名嗎?網站排名跟關鍵字排名有什麼不一樣?簡單講好了，網路就樣像是傳統黃頁，那種電話簿有沒有?像你如果要找個看護或是外勞是不是通常都要翻黃頁打電話給專門負責介紹看護的人力仲介公司?又或是買太陽能熱水器、請人來做壁癌處理、尋找綠島民宿等這些問題，以前都要慢慢打電話，現在，連你的地板想要特別裝潢成實木地板而不是用紙棧板或紙箱墊者都可以透過網路搜尋到正確公司，要求其服務，這就是網站排名的功用。而那些用到的關鍵字，就成了關鍵字排名的定義。小明又問，那像我家的油漆工程公司、油漆粉刷包辦也可以做成網站，去衝排名囉?那人豪氣地說，那當然，我之前要去溪頭住宿，想要查溪頭森林遊樂區，還不是要透過網路查，到最後也是選了第一名去參加他們的行程阿，就好像你剛剛看到那批清潔公司人員也是網路上搜尋像是電熱水器、電能熱水器、熱泵熱水器、瓦斯熱水器等熱水器，還有太陽能熱水器這些關鍵字才找到他們的阿，不要小看這新技術，連看護中心、居家看護這些傳統要面對面談的產業現在也都是靠網路活的呢。對阿，突然左邊那個戴著牛仔帽的人也靠過來說道，像我前幾天搜尋馬術、馬場這兩個關鍵字，結果跑出宜蘭美食、宜蘭創意料理、宜蘭餐廳、宜蘭民宿和宜蘭住宿這些相關網頁，才知道原來現在網站排名真的很厲害，會這個技術就是會置入性行銷了。小明猛點頭，突然決定要幫阿姨的澎湖民宿、大伯的和成衛浴、和成、TOTO衛浴和TOTO這些關鍵字去找尋排名的辦法，才能夠幫他們賺大錢!