Фізики за допомогою високошвидкісної камери простежили за поширенням у повітрі летких речовин із цибулі, які викликають сльози. Виявилось, що гостріше лезо і менша швидкість нарізання, то менше летких речовин розлітаються навкруги. Тож уникання цих факторів під час нарізання овочів може запобігати розприскуванню їхнього соку, який може бути забрудненим бактеріями. Результати експериментів дослідники опублікували в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.
Про які леткі сполуки йдеться?
Хімічний механізм подразнення очей від цибулі вчені з’ясували раніше. Тканини овоча містять сірчані сполуки, які розщеплюються під час його розрізання, а під час контакту з водою на слизовій ока подразнюють нерв і спричиняють сльозотечу. Однак фізичний механізм — як саме ці сполуки потрапляють у повітря і досягають очей — залишався нез'ясованим. Фізики Університету Корнелла вирішили простежити за цим за допомогою високошвидкісної камери.
Що саме робили на камеру і як оцінювали результати?
Команда нарізала цибулю, змінюючи гостроту і швидкість ножа. Зйомка цього процесу показала двоетапний механізм викиду летких речовин: спершу краплі розлітаються з місця розрізу, а далі поступово з них формуються тонкі рідинні нитки — лігаменти, які утримують краплі в повітрі. Результати свідчать про те, що підвищення швидкості різання збільшує кількість крапель приблизно у чотири рази, а притуплення леза зі збільшенням ширини кромки — до 40 разів.
Додатково автори відстежували траєкторії та швидкості крапель і провели статистичний аналіз, щоб порівняти умови нарізання. Вони також оцінили деформації тканин цибулі, порівнюючи зображення її поверхні. Відтак розробили прості механічні моделі, які пояснюють, чому тупіше або швидше лезо накопичує більші напруження перед розривом тканин і створює бризки більшої інтенсивності.
Як нове відкриття допоможе на кухні?
Відкриття підказує простий спосіб зменшити сльозотечу під час нарізання цибулі: тримати ножі гострими та різати овочі повільніше. І йдеться тут не лише про комфорт, а й про гігієну. Менше розбризкування соку означає менше забруднення кухонних поверхонь і нижчий ризик поширення бактерій, які можуть бути на овочах.
Що ще досліджують з високошвидкісною зйомкою
🤧 За допомогою повнорозмірних моделей фізики порівняли поширення крапель під час чхання через ніс і рот: після чхання через ніс вони залишалися у повітрі надовше.
🍎 В іншому експерименті вчені повторили зйомку прострілу яблука, але цього разу замість фрукта була крапля води, а замість кулі — струмінь води.
💧 А також на камеру дослідники ловили форму корони у крапель, що падали у воду. Так побачили, як товщина шару води впливає на цю корону.