据外媒报道，近日研究人员通过在-20℃的冷冻室中进行的实验，揭秘了宛如雪花球的冻结肥皂泡的 YouTube 热门视频背后的科学。冻结的肥皂泡是一种独特的冬日魔法，这本身也是一个受欢迎的冬季科学实验，其在视觉上也令人惊叹 – 但直到最近，研究人员希望弄清楚为何肥皂泡会以这种特别迷人的方式冻结。
通常，当一滴水或水坑冻结时，它会在最冷的地方开始凝固成冰，在那里它与其他雪或冰接触。新鲜的冰冻结了邻近的水，在整个水坑中创造了一个非常有序的进展，称为冻结锋面。但是当你在一个寒冷的房间里冻结一个泡泡时，所有的有序都会迅速消失。
最初小冰晶从底部冻结逐渐凝结生长，但突然之间，泡泡表面出现了数百个冻结锋面。“它有点像你在玩具雪花玻璃球_中看到的旋转‘雪花’。这就是为什么我们称之为雪花玻璃球效应，“Jonathan Boreyko 说道，他是一篇关于雪花玻璃球效应的新文章的合着者，该文章发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上。
Boreyko 是一名机械工程师，领导着弗吉尼亚理工大学的一个实验室，专注于流体的行为 – 包括水坑和水滴如何冻结。当他的一些研究生想知道他们是否可以调查为什么流行 YouTube 视频中的肥皂泡以这些截然不同的模式冻结时，他很兴奋。“我认为这是我生命中的第一次，我可以说我的论文受到 YouTube 的启发，”Boreyko 说道。多年来，研究生 Farzad Ahmadi 和本科生 Christian Vergett 定期在-20℃的冷冻室中拍摄并观察附着在固体表面的肥皂泡如何冻结。
他们最终发现雪花玻璃球效应是由一种叫做马兰戈尼流体的东西驱动的。Boreyko 说道：“泡泡在冷冻室中冻结时，泡泡的静止液体部分继续移动，从生长的冻结锋面‘撕下’冰晶并将它们‘扔到’周围。这些冰晶各自形成了自己的冻结锋面，使泡泡表面冻结得更快。”
但是在一切温度相同的冷冻室里，泡泡的部分如何升温到足以产生流动？“事实证明，答案就在冻结中，”Boreyko 说。“它对于不在户外的人来说非常违反直觉，但是当你冻结它时，它实际上会使它变暖。”那一点点的热量（通常只有几度）就足以让肥皂向上移动到泡泡顶部。
研究人员在室温下尝试了相同的实验，再次将泡泡吹到一块冰块上，结果大不相同。