科学新闻 博客文章
恒星合并（与碰撞）的痕迹：引力波的历史性新发现
假设你只能阅读没有插图的书，突然有一天去看 3D 电影。2017 年引力波的新发现让天文学家看见了一个更加清晰明亮的宇宙。
为什么冰足够滑，适合滑雪和滑冰?
“冰为什么是光滑的?”为这个问题找到一个科学的解释似乎很简单，但实际上，几个世纪以来，这一直是一个备受争议和令人困惑的主题。随着世界上大部分地区的人们开始为过冬做准备，我们来探索光滑的冰是如何让我们能够滑雪、滑冰，甚让我们在停车场摔倒背后的科学。
高性能可伸缩柔性电子产品
优良的性能是所有电子设备设计中的关键点。在努力扩展设计空间以应对未来应用及实现物联网（Internet of Things 简称 IoT）的过程中，电子产品的物理柔韧性已成为和高性能同等重要的需求——这是现今电子产品从刚性和脆性发生的转变。让我们来看看可伸缩电子产品是如何成功融合强度和柔韧性，并为技术进步提供新机遇的。
用射线光学解释佩珀尔幻象
2012 年，在一个叫做“科切拉”的加利福尼亚音乐节上，在场嘉宾们被说唱艺术家图派克·夏库尔的登台表演震惊了。原因何在？因为这位著名的音乐家当时已经去世近二十年了。人们通常不假思索地将这种数字表演称为“全息影像”，但实际上这种说法是错误的。这种特技是一个佩珀尔光幻象的例子，我们可以用射线光学来解释。
彩色玻璃背后的科学
虽然彩色玻璃的设计现在变得越来越绚丽，但它的制造技术自出现以来就基本没什么变化。本篇博客中，我们除了讨论这一艺术形式之美，还将研究隐藏在它制造背后的科学。
借助测量仪防止花样滑冰运动中的关节应力损伤
花样滑冰是一项非常优美但又充满危险的运动；在冰上反复地跳跃和落地，会产生非常大的关节应力。研究人员正致力于研究一种“智能”冰刀，用来测量冰刀施加在冰上的力。这些数据可以用来防止运动中对身体产生的伤害。
使用冷冻疗法治疗病变的生物组织
随着技术的进步，可以更快速且低痛苦地治疗病变生物组织。类似冷冻疗法类等的技术，可以在治疗内部及外部组织病变的同时，减少给患者带来的不适感。
先吃后研究：探索鸡蛋在烘焙中的作用
通常，我们会在做实验之前先做一些研究，但是在烘焙这件事上，我一直在逆向操作。在这篇轻松的博客中，我们比较了传统食谱、素食食谱以及现代烘焙技术，探讨鸡蛋在烘焙中的作用。可以吃的化学实验？是的，跟我来一探究竟吧！ 用鸡蛋和脂肪进行烘焙的科学 许多烘焙食品都包含面粉、鸡蛋、脂肪和糖。你还可以加入牛奶、盐、发酵粉或苏打，以及一些调味料，但大部分烘焙食谱至少需要前4种成分。根据 《卫报》 这篇文章所说的，经典的英式磅蛋糕实际上只需要前4种原料。在那篇报道中，作者写道，鸡蛋和面粉是构建结构的，而脂肪和糖是破坏结构的。 让我们更详细地来看看鸡蛋和脂肪在烘焙中的作用。 鸡蛋的作用 鸡蛋在烘焙中通常起到以下三种作用之一: 发酵 粘结 湿润 如果你以前打过鸡蛋，就知道它们产生的泡沫有多少。打蛋的过程会将气泡困在蛋液中。当在烤箱中烘烤蛋糕时，面糊会变干，但鸡蛋泡沫中的气泡仍会膨胀，从而使蛋糕膨胀，或者说 发酵。许多食谱会使用泡打粉和/或小苏打作为替代使烘烤的食品膨胀。粘结仅仅是指在烹饪时鸡蛋怎样把其他成分粘在一起，因为它们会凝固。如果食谱中不包括其他主要的液体，鸡蛋将提供湿润度。仅需要一种成分就可以做到这一切。 脂肪的作用 脂肪，如黄油或油，通常被用来增加最终产品的风味，和使面包屑更加柔软。较软的面包屑来自于脂肪包裹面粉淀粉和蛋白质的能力，这样就能防止面粉与面糊中的水基液体混合并形成坚韧的面筋。 在素食烘焙中，黄油很容易被换成植物油或人造黄油，所以研究起来并不那么有趣。不过，我注意到一件事，就是在烘焙时不使用鸡蛋似乎会影响对脂肪的需求。我们稍后将讨论这个问题。 鸡蛋：素食烘焙 我奶奶在我很小的时候就开始教我烘焙。她根据一些包含鸡蛋和黄油的传统食谱，教我哪些原料 “可以一起吃”。作为一个好奇心很强的人，当我发现自己一个人在厨房时，经常会测试她的指导原则的极限（ 我的父母能说出我强迫他们吃下的各种奇怪的混合物，甚至还有比这更糟糕的。）我奶奶的指导加上我自己的实验，培养了我天生的烘焙技能。 直到很久以后，我才开始思考这些食谱背后的真正的科学原理。我现在已经吃素多年了，所以近期鸡蛋和黄油已经不在我的烘焙原料范围内了。素食烘焙都是和科学有关的。所以，我又开始在厨房里玩了，想知道我可以用什么来代替，能获得和鸡蛋一样的膨胀、粘合和湿润效果吗？事实证明，鸡蛋替代品的清单可以罗列一长串，这取决于你要烤的东西。 这个蛋糕没有用鸡蛋，这是一个从头开始制作的素食巧克力蛋糕。使用豆浆和苹果代替了鸡蛋。 工作中的化学反应 不同的 “鸡蛋类型”取决于你所烤的东西？这是一个相当有趣的概念。 当我在Pinterest上发现一个肉桂漩涡面包的食谱时（见下图），我决定用香蕉泥来代替鸡蛋。为什么呢？因为香蕉和肉桂是两种经常混合在一起的味道，而且我的经验告诉我这是可行的。 现在，如果你看一下这个食谱，并运用我们刚学习的鸡蛋在烘焙中的三种不同作用的新知识，就会明白为什么这是一个不错的选择。原来的食谱要求用一杯牛奶，所以鸡蛋不是主要液体。考虑到使用了一勺小苏打，鸡蛋可能也不是为了发酵。所以我们可以推理出，这个食谱中的鸡蛋起到了结合剂的作用。在网上快速搜索后就会发现，香蕉泥可以作为烘焙食品的粘合剂。 正在制作的肉桂卷面包，用香蕉泥代替鸡蛋，用豆浆代替牛奶，这样就变成了素食蛋糕。原始食谱参见 Pinterest. 成品。 另一方面，如果菜单上有拇指饼干，那么面团中包含气泡是很重要的。在这种情况下，我就不会使用香蕉或苹果酱，而是使用亚麻籽粉和水的混合物来代替鸡蛋。 没有鸡蛋，没有脂肪？ 脂肪用于防止面粉形成柔韧的面筋，但事实证明，水果泥也有这种作用。根据我们对如何在没有鸡蛋的情况下进行烘焙的了解，听起来各种鸡蛋替代品似乎也可以替代脂肪。回到厨房，我经常发现情况确实是这样的。这是为什么呢？ 以常见的鸡蛋替代物——苹果酱为例。为什么苹果酱可以替代脂肪？简单一点回答，因为它含有果胶。果胶会吸收水分，而不是像脂肪那样包裹淀粉和蛋白质，留下更少的水分供面粉反应。(更详细得回答，您可以看看stackexchange.com上的答复。) 低脂素食捆扎蛋糕。 当我烤西葫芦面包、松饼或其他一些密度大但更湿润的面包时，苹果酱或香蕉泥是很好的鸡蛋和脂肪二合一替代品。说起烤蛋糕，苹果酱确实很好用，但我通常只替代一些植物油。 烹饪书The Joy of Vegan Baking上说，不加糖的苹果酱都可以很好地粘合和增加湿润性。我想这是有道理的，那么，为什么在一些鸡蛋发挥粘合和/或湿润作用的食谱中，用苹果酱代替鸡蛋也可以减少脂肪。 从摇晃到喷洒，制作蛋糕的现代方法 长期以来，食品工业一直在将烘焙还原为一门科学。预制蛋糕粉的出现可以追溯到20世纪20年代，但很久以后才被消费者接受。由于一些原因，其他类似的只需加水的预制品几乎立刻就受到了欢迎，当蛋糕粉试图加入这个行列时，许多预制品已经存在了相当长的一段时间。蛋挞（19世纪40年代）、明胶（19世纪90年代）和松饼（也是19世纪90年代）都是用快速混合的方法制作的。那么，为什么消费者没有张开双臂接受蛋糕粉呢？ 蛋糕粉 不管是什么口味的蛋糕，香料蛋糕、巧克力蛋糕还是柠檬蛋糕，大多数蛋糕粉的主要成分都是一样的：植物酥油、糖、盐、发酵粉或苏打和磷酸盐、脱脂牛奶粉和鸡蛋粉。20世纪40年代早期的一份消费者报告显示 ，用这些蛋糕粉制作的蛋糕并不总是像他们应该有的样子。这是个大问题，你说是吗？另一个原因可能是，从头开始烤制传统蛋糕需要更多的爱。这些新的蛋糕粉会让人感觉很廉价。这听起来可能很傻，但作为一个一直喜欢从头开始烤蛋糕的人，我当然能体会到这种感觉。当我想快速犒劳时，这是一个灵活的过程。当我为所爱的人烤蛋糕时，那我会更加小心地确保它是完美的。 不是用混合粉制作的：一座纸杯蛋糕塔。 总之，消费者分析家们发现了这一点，通用磨坊公司决定从混合物中去掉鸡蛋。当女性被允许在混合物中加入新鲜鸡蛋，而不仅仅是水时，整个心态就改变了。可能味道也发生了变化。 今天，许多现代家庭面包师会选择使用预制的盒装蛋糕粉。如果查看盒子背面的配料表，你会注意到成分清单要比上面的简单清单要长很多。无论好坏，食品科学家们都在不断调整他们的食谱。(你还能念出所有配料的名字吗？） 喷雾蛋糕 在过去几周里，哈佛大学的2个学生一直出现在新闻中。一个学生的化学实验产生了一种新品种的即食蛋糕：可以从罐子里喷出的蛋糕。另一个学生，也就是两个人中更注重销售的那个，意识到这个想法的商业潜力。现在，他们正在一起推广这项创新项目，并且恰如其分地将它命名为“喷雾蛋糕”。 如果盒装蛋糕粉还不够简单的话，这里有一个甚至不需要水的选择。取出打发奶油的罐子，将面糊喷入平底锅，然后用微波炉加热30至60秒，等一会儿，蛋糕就做好了。更重要的是，这种面糊不含发酵粉或苏打。那蛋糕怎么膨胀呢？添加到打发奶油机中的一氧化二氮会将奶油中的气泡困住，使它变得蓬松。以同样的方式，在喷雾蛋糕罐中加入一氧化二氮就会使面糊膨胀。喷雾蛋糕是否含有鸡蛋还不清楚。我能够找到的最接近配料表的是nydailynews.com上的声明：”[……]面糊是有机的，含有与盒装蛋糕品种相似的成分。” 作为我祖母的继承人，我不认为自己很快就会用喷雾蛋糕，但我想其他许多家庭面包师会这样做。这当然是一项很酷的创新，关注喷雾蛋糕进入消费市场的旅程将会很有趣。关注哈佛大学创新实验室的网站，就可以看到最新的消息。 更多关于食品科学主题的COMSOL博客 食品科学利用仿真技术 惠而浦公司的成功秘诀 借助传递与固体力学耦合模型做出更美味的爆米花 利用多物理场仿真技术设计电磁炉的秘诀 烹饪的科学：多物理场与食品的结合 当棉花糖变得坚硬的时候