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啤酒泡沫研究成新能源车救星?润滑油革新或从一杯精酿开始

   时间:2026-01-06 05:41:21 来源:快讯编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

夏日傍晚,烧烤摊上,一杯冒着绵密泡沫的冰啤酒总能带来无尽惬意。然而,这看似平常的啤酒泡沫,却意外地与新能源汽车的发展产生了奇妙联系,为解决电车领域的关键难题提供了新思路。

对于不少人来说,啤酒泡沫有时是个小麻烦。倒酒时若姿势不对,泡沫占据大半杯,不仅喝起来少了啤酒的香甜,多了股涩涩苦味,还得耐心等它消散。不过,在日本,有啤酒爱好者追求酒和沫 7:3 的黄金比例,在他们眼中,啤酒泡沫是不可或缺的元素。而在大洋彼岸,瑞士苏黎世联邦理工学院的科学家们,却从啤酒泡沫的稳定性研究中,找到了能应用于新能源车领域的重大发现。

新能源汽车发展迅猛,其电机的高转速特性是一大优势。与传统燃油车发动机转速到 6000 转就接近极限不同,电动车电机上万转轻松可达。像打蛋器、破壁机这类高转速电机,在运转时就能轻易打出泡沫,而新能源车电机和变速箱内部,润滑油和冷却液面临的搅拌情况更为剧烈。在高强度转速下,它们极易混入空气,产生大量微小泡沫。

这些泡沫对新能源车而言,犹如隐藏的“杀手”。润滑油中混入泡沫后,会灌满空气,而空气是热的不良导体,这就如同给电机裹上了一层“羽绒服”,热量无法及时散发出去,电机很快就会过热降频,严重时甚至会烧毁。同时,含大量气泡的润滑油承压能力大幅下降,原本齿轮和轴承间靠一层油膜保护,可气泡介入后,油膜迅速塌陷,金属部件直接相互摩擦,导致更多磨损和点蚀。而且,高压下气泡产生的微射流,如同空气枪一般,不断喷击金属表面,加速润滑油氧化,缩短换油周期。如何消除这些泡沫,成了车企和润滑油厂商的难题,尽管他们尝试了加消泡剂、改油路等方法,但效果都不尽如人意。

此时,研究啤酒的科学家们带来了转机。既然通过研究啤酒弄清楚了“是什么让泡沫不破”,那么反向操作,就能找到“怎么让泡沫快点破”的方法。于是,他们与当地一家啤酒厂展开合作,历经 7 年时间,对啤酒泡沫进行了全面深入的分析。他们观察啤酒泡沫在受力状态下的变形情况,利用高精度显微成像技术,监控气泡表面蛋白质颗粒的聚集和移动。还运用蛋白质组学分析,研究啤酒发酵过程中蛋白质结构的变化和含量情况,并将这些数据化。

经过不懈努力,科学家们找到了影响啤酒泡沫稳定性的两个关键因素:LTP1 蛋白质和马兰戈尼效应。过去人们认为啤酒中蛋白质越多,泡沫就越稳定、不易消散,但系统研究后发现,啤酒泡沫的稳定机制远比想象中复杂。单次发酵的拉格啤酒,其泡沫稳定性主要依靠 LTP1 为气泡增加黏性,黏性越强,泡沫越不易破裂;二次发酵的啤酒,气泡表面形成薄膜或网状结构,泡沫稳定性更多依赖网络结构的支撑;三次发酵的比利时啤酒,LTP1 被降解成“亲水端”和“疏水端”碎片,这些碎片能主动降低表面张力,产生的马兰戈尼应力可显著减缓泡沫坍塌。可以把每个气泡想象成一个“气球”,气球壁(液膜)脆弱,重力会使液体下流,导致气球壁变薄易破。而 LTP1 蛋白质如同气球壁里的钢筋,马兰戈尼效应则像一支全自动补墙施工队,当气球壁某处变薄、表面张力变化时,它会驱动周围液体流向该区域进行修补。

如今,包括壳牌在内的一些润滑油巨头,已与该研究团队合作,针对电动车开发润滑油。他们计划通过调配配方,精准打击维持泡沫稳定的机制。而且,防泡、出泡的需求不仅局限于润滑油领域,在消防泡沫、油水分离,甚至治疗静脉曲张的医用硬化剂等方面,这一研究成果未来或许都能发挥重要作用。谁能想到,小小的啤酒泡沫,竟能在新能源汽车等领域掀起如此大的波澜。

 
 
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