＂把科学带回家＂ 提供 撰文 七君 咖啡是不少学生党和上班族的续命饮料。不过我建议你下次泡一杯不含咖啡因的咖啡。原因吗？因为一些不含咖啡因的咖啡是用前沿物理原理制作而成的。 常温常压下，二氧化碳是气体。在低温下，二氧化碳又变成了干冰。在5.1个大气压，31.1摄氏度下，二氧化碳是液态的。那么，如果在高压下加热二氧化碳，它会变成什么呢？ 每种物质都有临界温度和临界压强。当温度和压强超过一定值的时候，物质就会进入超临界状态。所以，在高压下，二氧化碳变成了超临界流。 横坐标为温度，纵坐标为压强，进入蓝色区域后，物质就变成了超临界流体。 超临界二氧化碳的密度大概是液态二氧化碳的一半，比液态二氧化碳高一些。 大家可以围观一下二氧化碳变成超临界流时，气体和液体二氧化碳之间的界面消失的状况—— 超临界流也存在自然界里，海底的一些热液喷口喷出的也是超临界流，木星和土星的大气层也充满了超临界流。 位于开曼海沟的世界上最深（海平面下5千米）的热液喷口Beebe 喷出的是超临界流 图片来源：NERC/NOC 超临界流有各种神奇的性质，它们像雾像雨又像风，既像气体也像液体，你可以把它看作薛定谔体质的。 更有趣的是，超临界二氧化碳突然可以溶解平常很难溶解的物质。 原来，普通液态二氧化碳是一种非极性溶剂，根据相似相溶原理，它只能溶解同样非极性的物质，许多物质在液态二氧化碳中的溶解度很差。但是二氧化碳一旦进入超临界状态，溶剂的性能就会瞬间爆发，一些极性物质也可以溶解了。 而又因为有气体的气质，超临界二氧化碳的表面张力和黏度很低，但扩散速度和渗透性却很强，所以它的溶解速度也比普通溶剂快得多。 首先注意到这一点的是德国马普所的化学家 Kurt Zosel，他在1967年研究超临界二氧化碳时偶然发现了这个技术，并火速申请了专利。 绿咖啡豆（A和C）被超临界二氧化碳处理后的样子（B和D） 图片来源：(DOI)10.1111/j.1750-3841.2011.02304.x 去咖啡因的具体过程是这样的：在工厂里，绿咖啡豆被泡在热水里洗澡。等到咖啡豆的含水量达到50%以后，就会被倒入巨型高压锅里。 接着，咖啡豆被施加了250-300个大气压，同时超临界二氧化碳被注入咖啡豆里，将咖啡因溶解带出。 超临界流体萃取咖啡因的过程：超临界二氧化碳（右下）被注入咖啡豆（左边两个罐子）里，咖啡因溶解后，二氧化碳和咖啡因分离（上方罐子）。 你可能担心其他的香味分子也会被带走？实际上只有咖啡因被针对了。 这是因为，在超临界状态，只要调整温度和压强，二氧化碳就能模仿不同分子的极性，这样就可以针对不同分子进行量身定制式的专门萃取了。 接着，超临界二氧化碳和咖啡因的混合物被过滤到另一个大缸里，压强被降低，二氧化碳回归气态蒸发，咖啡因就轻松留下了。最终96%-98%的咖啡因能用这种方法被去除。 和其他去咖啡因的方法，如瑞士水洗法（Swiss water method）和二氯甲烷萃取法相比，超临界二氧化碳萃取技术高效环保，不影响咖啡豆的风味。 现在它也成了去除咖啡因的主流方法之一，目前全球大约10万吨无咖啡因咖啡豆是用超临界流技术制造的。不光是咖啡豆、茶叶、可可豆也是用这种方法去除咖啡因。 不过，这种技术的设备造价高昂，只有那些年产量达到3000吨的工厂才能负担得起，这些工厂主要分布在美国（如麦克斯莫斯 Maximus 咖啡）、德国（卡夫）和意大利（如SKW-Trostberg），产品也主要供应大超市。因此如果你想尝试超临界流咖啡的话，可以选择那些工厂出的货。 提醒一下，星爸爸家的无咖啡因咖啡豆是用二氯甲烷法制作的，不是超临界流法。 又因为超临界二氧化碳可以定向提取分子，所以它也被用于萃取香味分子，比如香兰素和精油。一些啤酒厂也用超临界二氧化碳提取啤酒花的有效成分。 无脂黄油、鱼油什么的有时也是用超临界二氧化碳制作的。在我国，湖北武汉就有利用超临界二氧化碳提取维生素E的工厂。 现在的一些高科技干洗也开始尝试超临界二氧化碳这种环保有机溶剂。在实验室里，研究人员也用超临界二氧化碳提取生物分子、制造催化用的金属颗粒或是塑料。 超临界二氧化碳可被用于制造塑料（塑化） 除了代替有机溶剂，现在科学家们还在研究用超临界二氧化碳发电的清洁能源技术。因为气候变暖而被各种嫌弃的二氧化碳，未来说不定会变成环保先锋呐。 图片来源：www.gov.cn/gongbao/content/2016/content_5139413.htm 对了，咖啡因在我国属于第二类精神药品，购买需要医生处方，未成年的蔡文姬没有文也不能买。 原因嘛...你知道咖啡其实是可以吸的吗？ 上世纪60年代到90年代，山西等地曾有吸食＂面面儿＂，也就是纯咖啡因的风气，场面和刑法教育纪录片一样。2006年的焦点访谈还曾播出《＂面面儿＂之惑》这个节目揭露这个风俗。 这么说起来，成瘾性极强、使吸食者产生愉悦幻觉的噬元兽也快上精神药品榜单了吧。^ↀᴥↀ^ 人类还没出现前就已经世代感染这种病毒，它还可能是老年痴呆元凶 一百年前的这个经典实验，证明操控人的悲欢是如此简单 把科学带回家 ID：steamforkids 原创文章版权归微信公众号 ＂把科学带回家＂所有 转载请联系 bd@wanwuweb.com 动图来源和参考资料储存于石墨： https://shimo.im/docs/YRpy9Y6GTJxvxVXH/
中国真做到了？人造太阳面世，温度高了2倍，打破人类纪录图为核聚变装置人类所最容易获取的能源，无疑是太阳能，而且地球上万物生长也全部依赖太阳，太阳之所以能够源源不断释放出能量，靠的就是太阳内部不断发生核聚变，依据这一原理，一些国家也开始够用100亿年？中国人造太阳堪称世界奇迹，美急了技术哪来的？图为中国托卡马克聚变堆众所周知目前人类已经遇到了能源危机问题，依靠传统化石燃料生产的能源很快就无法满足人类所需。而现在很多专家都认为未来唯一有能力彻底解决人类能源危机的技术就是可控宇宙又发生了一起吞噬事件，太阳吞噬地球的可能性有多大？宇宙，在我们的肉眼世界，显得格外的平静与祥和。当秋高气爽之夜，我们仰望星空时，闪烁的星罗棋布宇宙空间，给我们留下了很多好奇和宁静。其实，这一切都是眼睛视觉欺骗了我们的认知。看似平静美国宇航局与谷歌发布重大发现，太阳系外许多星球或存在外星生命太阳系外的天体世界宇宙中的星球可谓汗牛充栋，如何在这些星球上寻找外星生命，将是本世纪即将揭开的一项重大科学发现里程碑。发现外星生命，非常具得我们人类所期待。物理学诺贝尔奖获得者斯穆美国宇航局宣布重大发现在太阳系外有很多生命宜居星球为了寻找太阳系外的宜居星球与地外生命，美国可是下了血本。美国宇航局独立设计完成的开普勒太空望远镜，在8年前的2009年3月升空。其主要目的观测太阳系外约十五万颗恒星系统中，是否存在科学家研究发现太阳黑子在减少，2030年后地球将迎来短暂冰河期地球冰河期的概念画面近年来，因加速变暖的内在气候环境，使得我们饱受高温的袭扰。高温的源头，关键还是拜太阳的光和热所赐。其次，才是人类自身不断给球内增加的温室气体在不断吸热，提升了大科学家太阳5亿年后死去，会变成这样自然界的规律，有生就有死，宇宙内恒星也不例外。太阳究竟能够生存多久，曾经的答案是50亿年。而近日，一个由国际天文学家与曼彻斯特大学组成的科学团队，在距离地球7000亿光年的星系，发太阳走到末日，将会演变成一颗红色的巨星太阳是否会爆炸，结束他的生命？一直缠绕着我们的好奇心。因为，这事关地球的未来。结束，是否会有那么一天到来，答案是肯定的。但不是现在，而是遥远的未来。目前，关于太阳会如何结束自己生命与时间赛跑，为生命摆渡中国医生观影感悟2021年8月19日，第四个中国医师节，我和闺蜜带着女儿看了电影中国医生。这是根据2020年抗击新冠肺炎疫情真实事件改编的，讲述了新冠肺炎大爆发时期，全国各地的白衣逆行者们在这场浩睿达科技焕新亮相第十三届中国（深圳）激光与智能制造博览会华南激光行业顶尖盛会第十三届中国（深圳）激光与智能制造博览会（以下简称LASERFAIRSHENZHEN2019）将于5月810日在深圳会展中心隆重举行。睿达科技再次亮相中国激博会世界技能大赛中国获16金14银5铜！激光焊接究竟有多硬核？8月27日第45届世界技能大赛在俄罗斯喀山闭幕中国代表团勇夺16枚金牌14枚银牌5枚铜牌再次位列金牌榜奖牌榜团体总分第一插播一条科普世界技能大赛每两年举办一届，是当今世界地位最高规