Bubblestruktur av Guinness -öl i ett halvliter glas, med den krämiga smaken av små bubblor och fascinerande texturrörelse. Upphovsman:Osaka University
Ett team av forskare från Osaka University och Kirin Holdings Company, Limited visade att texturbildningen i ett pintglas Guinness-öl induceras av flödet av en bubbelfri vätskefilm som strömmar ner längs glasväggen, en värld först. Detta fenomen visar sig vara analogt med rullvågor som vanligtvis observeras i vatten som glider nerför en regnig dag. Deras forskningsresultat publicerades i Vetenskapliga rapporter .
Guinness öl, en mörk rejäl öl, trycksätts med kvävgas. När det hälls i ett halvliter glas, bubblor med liten diameter (endast 1/10 av storleken på de i kolsyrade drycker som läsk och kolsyrat vatten) sprids genom hela glaset och bubblansvärmens strukturrörelse rör sig nedåt.
Även om vissa modeller har föreslagits för att förklara hur den nedåtgående vågen av en bubblasvärm bildas i Guinness -öl, mekanismen bakom texturbildningen var ett öppet problem.
Eftersom det ogenomskinliga och mörkfärgade Guinness-ölet hindrar fysisk observation i ett glas, och beräkning med hjälp av superdatorer är nödvändigt för att genomföra numerisk simulering av flöden inklusive ett stort antal små bubblor i ölet, forskargruppen under ledning av Tomoaki Watamura producerade transparent "pseudo-Guinness-vätska" genom att använda lätta partiklar och kranvatten. De filmade rörelsen av vätska med en höghastighetsvideokamera, med laserinducerad fluorescens för att noggrant mäta rörelsen av vätska. Dessutom, med hjälp av molekylära taggar, de visualiserade den oregelbundna rörelsen av vätskan.
Med dessa metoder, laget hällde pseudo-Guinness-vätska i en lutande behållare för att observera hur strukturen bildades. Texturbildningen uppträdde endast i området cirka 1 mm från den lutande väggen, och syntes inte i den vertikala väggen.
Bubblestruktur i en rektangulär behållare för olika lutningsvinkel β (vänster):Sidovy av bildning av bubbelstruktur i den lutande väggen (till höger), visar det klara vätskeskiktet (bubbla-fri film) och de rumsliga tjockleksfluktuationerna (bubbelfria vätskeklumpar) längs den lutande väggen. Upphovsman:Osaka University
De observerade också en klar-vätska (bubbla-fri) film som flödar ner längs den lutande väggen i den lutande väggen, fånga hastighet och tjocklek på bubbelfri film som strömmar nedåt. Medan strukturen uppträdde när glaslutningsvinklarna var små, det gjorde det inte när de var stora, som visar att texturbildningen i ett glas Guinness-öl orsakades av tyngdkraftsströmens instabilitet.
Huvudförfattaren Watamura säger, "Det finns ett stort antal små föremål i naturen, som fina bergpartiklar som transporteras från floder till havet och mikroorganismer som lever i sjöar och dammar. Att förstå och reglera rörelsen av små föremål är också viktigt i olika industriella processer. Våra forskningsresultat kommer att vara användbara för att förstå och kontrollera flöden av bubblor och partiklar som används i industriella processer samt proteinkristallisering och cellodling som används inom life science. "