Те, кто пьет чай, говорят это уже много лет. Вода, нагретая в микроволновке, — это совсем другое. А вы замечали?
Обычно при нагревании жидкости, источник тепла нагревает емкость снизу. Тепло на дне чайника будь то от нагревательного элемента, встроенного в электрическое устройство, или от горелки на плите—создает естественный конвекционный ток. Жидкость, нагреваясь в нижней части контейнера становится менее плотной и движется наверх, позволяя более прохладной жидкости опускаться вниз. Это в конечном счете приводит к равномерному нагреванию содержимого и кипению.
В случае с нагреванием воды в микроволновой печи дела обстоят иным образом. Микроволновые печи выбрасывают крошечные волны в жидкость произвольно, заставляя тем самым молекулы воды в этих точках вибрировать. Это создает ощущение кипения, но это не так. В результате, вода нагревается неравномерно, конвекционный процесс не происходит и жидкость на поверхности оказывается горячее.
Не секрет что температура воды имеет особое значение для вкуса чая. Когда чайные листья вступают в контакт с водой, сотни различных соединений растворяются в воде, способствуя аромату и вкусу. Например, черный чай содержит два вида сложных фенольных молекул, которые отвечают за цвет и вяжущий, бодрящий вкус заваренного черного чая, и извлекаются только при температуре, близкой к температуре кипения. Вода сама по себе также обладает некоторыми летучими соединениями и химически соединяет их при контакте с чаем. Поэтому если вода недостаточно горячая чтобы эти реакции вступили в силе, вкус чая совсем другой.
С другой стороны, перегретая вода это тоже не очень хорошо, а в микроволновке как раз, это более вероятно, чем в чайнике, который выключается или свистит. Чем дольше кипит вода, тем больше растворенного кислорода она теряет—а чайные эксперты говорят, что растворенный кислород имеет решающее значение для вкуса напитка. Перегретая вода разрушает необходимые ароматические соединения, переваривает листья и приводит к избытку горьких нот.
“Значит нужно кипятить воду в чайнике!” – скажете вы. Но команда исследователей из Университета электронных наук и технологий Китая изучила это неоднородное поведение нагрева и представила решение этой общей проблемы в журнале AIP Advances от AIP Publishing. Они экранировали воздействие микроволн на поверхность жидкости создав серебряное покрытие, идущее вдоль обода стакана. Серебро действует как проводник для волн, уменьшая электрическое поле в верхней части и эффективно блокируя нагрев и создавая конвекционный процесс. Хотя размещение серебра в микроволновой печи может показать небезопасным, подобные металлические конструкции с точно настроенной геометрией во избежание воспламенения уже безопасно используются для микроволновых паровых котлов и рисоварок.
Ученые также рассматривают другие способы улучшения неравномерности нагревания продуктов, но в настоящее время эти методы слишком дороги для практического использования. На данный момент они сосредотачивают свои усилия на работе с производителем микроволновых печей для коммерциализации своих микроволновых аксессуаров для жидкостей.
Будущее, в котором чай из микроволновки будет таким же вкусным, как из чайника, может быть не так уж далеко.
Аналитическая группа редакции QVANT