Многие пользователи замечали, что еда остается даже в центре сковородок с антипригарным покрытием. Авторы статьи в Physics of Fluids предложили свое объяснение этого явления. По их мнению, так происходит из-за механизма, который вызывает эффект кофейного кольца и так называемые «винные слезы».
Первые сковороды с антипригарным покрытием стали выпускать после изобретения тефлона в 1938 году химиком по имени Рой Планкетт, который исследовал хлорфторуглеродные хладагенты.
Компания Dupont зарегистрировала торговую марку Teflon в 1944 году и начала продавать продукцию с антипригарным покрытием в виде форм для выпечки. В конце концов, тефлон нашел свое применение и в другой повседневной посуде.
Исследователям из Чешской академии наук стало любопытно, почему остатки еды прилипают даже к поверхности такой посуды. Они записали на видео, как подсолнечное масло подогревается в сковороде с антипригарным покрытием, и зафиксировали скорость, с которой сухое пятно образуется в масле и растет. Аналогичные эксперименты провели с кастрюлями.
По словам соавтора статьи Александра Федорченко, физика Чешской академии наук, прилипание пищи к центру сковороды «вызвано образованием сухого пятна в тонкой пленке подсолнечного масла в результате термокапиллярной конвекции». Это вариант так называемого эффекта Марангони, который вызывает появление винных слез или «кофейного кольца».
Британский физик Джеймс Томсон впервые заметил «винные слезы» в 1855 году. Эффект наблюдается в винах и другой продукции с содержанием алкоголя не менее 13,5%. Поскольку спирт имеет более низкое поверхностное натяжение, чем вода, то, если нанести тонкий слой воды на кухонный стол и поместить одну каплю спирта в его центр, то можно увидеть, как вода начинает вытекать наружу, в сторону от спирта.
В случае прилипания пищи к центру антипригарной сковороды можно говорить о температурном градиенте, который возникает в масляной пленке при нагревании сковороды снизу. По мере повышения температуры происходит соответствующее уменьшение поверхностного натяжения, вызывающее градиент поверхностного натяжения. Затем масло течет наружу, становясь все тоньше и тоньше, пока слой не разорвется, оставляя сухое пятно в центре сковороды.
Исследователи советуют поварам «увеличивать толщину масляной пленки, обеспечивать умеренный нагрев и полное смачивание поверхности сковороды маслом, а также использовать сковороду с толстым дном и регулярно перемешивать пищу во время приготовления».
Авторы исследования не ограничивались домашней посудой. Тонкие жидкие пленки также используются в промышленных скрубберах и других устройствах с электронными компонентами. «Образование сухого пятна или разрыв пленки играет негативную роль, приводя к резкому перегреву электронных компонентов. Следовательно, результаты этого исследования могут иметь более широкое применение», — отметил Федорченко.