學(xué)霸威武！留法博士寫論文解釋搟面科學(xué)原理

近日，一篇留法博士寫的名為《手搟面加工過程中的非線性力學(xué)及熱力學(xué)原理》在朋友圈火了，文章點(diǎn)擊量突破十萬加。

這篇論文，講的是陜西人熟悉的手搟面，將和面、搟面、煮面的全過程展示出來，從科學(xué)的角度回答了為什么要餳（xíng）面、為何要卷著搟、搟面翹邊是什么原因，煮面時(shí)又為什么要加少量涼水。

和面

和面為啥要餳面？

會(huì)使水分均勻擴(kuò)散，面團(tuán)塑性提升

文章中稱，和好面后首先形成一個(gè)粗結(jié)構(gòu)面團(tuán)，還不能搟面，需經(jīng)過約10分鐘左右的時(shí)效成形（即“餳面”），面團(tuán)塑性提升，面團(tuán)很快就達(dá)到細(xì)光態(tài)。

之所以會(huì)這樣，是因?yàn)?strong>和面過程中，水和面粉混合，面粉中蛋白質(zhì)吸水形成面筋，在揉面過程中面筋相互粘連最終形成粗結(jié)構(gòu)面團(tuán)。由于初始揉面過程中，水分并不是均勻分布的。經(jīng)過時(shí)效處理后，水分得以均勻擴(kuò)散，其塑性性能大幅度提升，從而使揉面變得十分容易，很快達(dá)到細(xì)光態(tài)。

搟面

原理：體積不變厚度減小平面擴(kuò)展

從面團(tuán)到面片包含著什么道理呢？文章中稱，平面搟面法其塑性流動(dòng)法則遵循體積不變假設(shè)，厚度的減小必然意味著平面的擴(kuò)展。面片在搟面杖的壓迫作用下，沿?fù){面方向延展，最終達(dá)到搟薄的目的。

為何要卷著搟面？文章圖文分析，沿砧板法線方向?qū)υ谀骋粨{面時(shí)刻的卷積面片作以分割，法線左側(cè)已搟區(qū)厚度較薄，法線右側(cè)未搟區(qū)厚度較厚；與平面搟面法類似，未搟區(qū)在法線方向接觸區(qū)域內(nèi)受壓迫變薄，根據(jù)體積不變條件，材料向前延展，從而達(dá)到搟薄目的。由于卷積搟面法具有多層次搟面、多周期循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)，其搟面效率大為提高。

為啥面片邊緣會(huì)翹起？

彈性恢復(fù)導(dǎo)致面片邊緣回彈

為什么搟面的過程中，面餅和面片的邊緣會(huì)翹起？

文章回答稱，以平面搟面法為例，在搟面過程中，面片上表面在搟面杖作用下延展，延展后的上表面有彈性恢復(fù)的趨勢(shì)，故在上表面會(huì)產(chǎn)生一個(gè)拉應(yīng)力。在面片邊緣區(qū)域，由于局部塑形流動(dòng)，上表面的材料會(huì)補(bǔ)償?shù)较卤砻?，從而?dǎo)致下表面彈性收縮趨勢(shì)遠(yuǎn)小于上表面。另外，上表面是自由面，下表面與砧板接觸，面片與砧板間的摩擦力會(huì)進(jìn)一步阻礙下表面的彈性恢復(fù)。由于上表面的彈性恢復(fù)，搟面后面片會(huì)產(chǎn)生回彈現(xiàn)象，即表現(xiàn)為邊緣的翹曲。顯然，面片越厚，上述效果越顯著。

為啥面片中心最易搟??？

每次都處在主變形方向上

為何搟面時(shí)面片中心最容易搟??？文章稱，這是搟面過程中材料塑性流動(dòng)的另一個(gè)必然結(jié)果。面片沿?fù){面杖搟進(jìn)方向的塑性流動(dòng)最大，即搟面杖搟進(jìn)方向是面片的主變形方向。根據(jù)體積不變條件，延展越大，厚度減小越大。以平面搟面法為例，不論搟面方向如何變化，面片中心區(qū)域一直處在主變形方向上。顯然，在同等的搟面條件下，面片中心厚度減小最大。為了改善這一現(xiàn)象，初始搟面過程中，往往遵循先邊緣、后中心的原則，以便在中心地帶形成高地，形似富士山，我們將其命名為“富士山搟面法”。在具體實(shí)踐中，富士山搟面法已得到廣泛應(yīng)用。

煮面

為啥煮面時(shí)沸騰后要加冷水？

有利于將面條煮熟

很多人煮面時(shí)沸騰后會(huì)加冷水，除了為了防止溢鍋外，還有什么原因呢？文章介紹，煮面的實(shí)質(zhì)是面條和環(huán)境介質(zhì)發(fā)生熱交換，從而使面條由生變熟，所以面條吸收熱量的快慢則成為煮面的關(guān)鍵。熱交換除了與溫度有關(guān)外，還與不同介質(zhì)間的傳熱效率有關(guān)。處在劇烈沸騰態(tài)時(shí)，大量氣泡產(chǎn)生。沸水與氣泡溫度一致，然而，液體的傳熱效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氣體（液體的熱量密度遠(yuǎn)高于氣體），劇烈沸騰狀態(tài)下面條與水氣混合介質(zhì)的傳熱效率反而會(huì)降低。所以，此時(shí)少量添加冷水減緩沸騰程度有利于將面條盡快煮熟。但也不應(yīng)該添加冷水過多，否則顯著降低水溫又會(huì)降低傳熱效率。正確的煮面方法應(yīng)該為：旺火快煮，劇烈沸騰時(shí)應(yīng)添加少量冷水，加水量以恰好減緩沸騰又不降低水溫為宜。

張亞輝：寫這篇論文只是為了幽默一把

記者電話連線了論文的作者張亞輝，他本科和研究生就讀于西北工業(yè)大學(xué)，專業(yè)為飛行器設(shè)計(jì)，三年前赴法國巴黎薩克雷大學(xué)攻讀博士。

張亞輝說，在法留學(xué)吃西餐吃多了就會(huì)膩，于是他就自己學(xué)著做飯，晚飯和周末都自己做飯吃。張亞輝家在寶雞，和所有老陜一樣從小吃面長大，雖然在家里很少搟面，但看著媽媽搟面也學(xué)了幾手。大約半年前，他開始自己搟面，剛開始和面搟面把握不好，后來經(jīng)過多次練習(xí)，掌握了搟面的要領(lǐng)，“不敢說全法最正宗，全巴黎最正宗肯定是沒問題的。”

“其實(shí)我本意是為了幽默一把，這些科學(xué)原理本科生都懂的。”張亞輝說，這篇文章嚴(yán)格意義上來說不算論文，只能算是一篇科普文章。

4月13日，張亞輝將這篇論文發(fā)到了自己的微信公眾號(hào)上，截至4月14日，這篇文章的點(diǎn)擊量已經(jīng)突破十萬加。而且很多人指出了文章的一些瑕疵。張亞輝說，有的問題并非他的專業(yè)領(lǐng)域，他不一定能回答上來，但是能獲得這樣的關(guān)注度他很高興。

張亞輝說，科研圈很多人都在做類似的研究，有人分析怎么穿秋褲更利于保暖、有人研究女孩子跑步時(shí)馬尾的擺動(dòng)頻率的力學(xué)原理，這種從日常題材入手，用專業(yè)的研究方法進(jìn)行定量研究，價(jià)值在于科學(xué)研究方法。

來源：華商報(bào)、微信公眾號(hào)“亞輝”

記者：趙瑞利 實(shí)習(xí)生：張靜也