麻省理工学院的新型“奥利奥测量仪”揭示了奥利奥的扭曲

无论你多么小心地剥开奥利奥饼干的两片巧克力薄片，奶油馅料总会粘在一边。奶油不可能从中间分开。这是根据发表在《流体物理学》杂志上的一项新的流体动力学研究得出的结论。

虽然这一发现可能不会让零食爱好者感到震惊，但它为下一代 3D 打印制造技术提供了启示。这项研究的主要作者、麻省理工学院流体动力学博士生 Crystal Owens 通常专注于使用含墨水的碳纳米管来 3D 打印电子产品，而不是食物的质地。奥利奥饼干就是将这些概念推向大众的一种方式。

但核心测量指标是相似的。能够进行 3D 打印的物质必须具有足够的可塑性，以便从管中挤出，同时又足够坚硬，以便在打印后保持原位。对于可用于电子制造的碳纳米管，目标是“使 [打印结构] 在大多数情况下尽可能坚固”，欧文斯说。

欧文斯说，研究流体和塑料在压力下如何移动的学科称为流变学，这是普通人根本不知道存在的一个领域。但奥利奥饼干是一个完美的现场演示：“如果我说，这就像一个奥利奥饼干——我把流体放在盘子之间，然后旋转它们，这有助于我表征我们用于 3D 打印的材料的粘度——突然间人们就明白我在说什么了。”

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测试可打印纳米管的特性就像测量奥利奥饼干的扭曲程度一样。研究人员首先使用一种名为流变仪的工具，这是一对可以将流体夹在一起的板，然后旋转以测量液体的强度。对于奥利奥饼干，研究人员想看看如果他们扭曲外层的巧克力“薄饼”（根据他们对奥利奥饼干的技术描述），内部的“奶油”会发生什么变化。关键的测量是“屈服应力”，即将薄饼从奶油中分离所需的力。

这项研究的作者还用自制的“Oreometer”测试了饼干，这是一种使用橡皮筋和硬币将薄饼扭开的夹紧装置，由麻省理工学院本科生 Max Fan 开发。“我们讨论了很多如何让人们直观地了解屈服应力是什么，”欧文斯说。“我们想出的最好的办法是让其他人做同样的测试。”

（如果您想构建自己的矿石计，研究作者在网上发布了说明。）

欧文斯说，她和同事们希望在某些实验条件下能够将奥利奥饼干的馅料从中间一分为二。对于用于制作躺椅等物品的熔融塑料，“如果旋转得太快，就会在赤道附近出现接缝，流体就会沿着这条带剪切，”欧文斯说。“这是一种非常典型的现象，所以我们实际上花了一些时间尝试在奥利奥饼干上实现这一目标。”

但无论他们如何快速地扭动威化饼，奶油总是粘在一边。“事实证明，这其实没什么诀窍，”欧文斯说。“无论你尝试做什么，大部分都会完全断裂。没有秘密的扭动，这有点令人失望。”她怀疑加热奶油可能会导致中间裂开。加了额外奶油（“Double Stuf”）或特殊调味料的饼干不会改变结果。

然而，科学家们旋转薄饼的速度越快，奶油就越难破碎。“这实际上证明了奶油是液体，”欧文斯说。纯固体无论旋转多快，破碎所需的力总是相同的。

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在食物质地方面，奥利奥奶油与土豆泥、蔓越莓酱和馅料一起属于糊状类别。“实际上，很多感恩节食物都是[流体]，”欧文斯说。“不是鸡肉——我认为那只是固体。”

当被问及罐装蔓越莓酱是液体还是固体时，欧文斯停顿了一下。“这取决于你问谁，它可能是软固体或复杂液体，”她说。但流体还有另一种定义，她说。“如果我们能用流变仪测量它，那么它就被认为是液体。”事实上，她说，奥利奥馅料的性质表明它可以用 3D 打印出来。