水也可以逆流而上

盡管俗話說，水往低處流，但是在2008年，有人發(fā)現(xiàn)了逆流的水就在身邊——水可以逆流而上。

倒茶倒出的“逆流污染”

發(fā)現(xiàn)水可以逆流的人叫做比安基尼，一位物理系的大學(xué)生。當(dāng)時(shí)，他正在泡阿根廷的傳統(tǒng)馬黛茶，馬黛茶的茶葉是粉末狀的。在他倒水的時(shí)候，突然發(fā)現(xiàn)小壺里的茶葉竟然跑到了倒水的水壺中。

比安基尼從來沒見過這種現(xiàn)象，于是去請(qǐng)教他的導(dǎo)師，但是導(dǎo)師也沒見過這種逆流的現(xiàn)象。比安基尼于是就利用這種現(xiàn)象作為自己畢業(yè)論文的課題，進(jìn)行更進(jìn)一步的研究。在實(shí)驗(yàn)中，他把茶葉換成了粉筆末，也發(fā)生了逆流的現(xiàn)象，這說明逆流并非是茶葉的專屬。

這個(gè)反直覺的日常物理現(xiàn)象說明，下游的水可以反過來污染上游，所以上游的水可不一定比下游的干凈。這種現(xiàn)象后來就被稱為“逆流污染”。

過了幾年，美國羅格斯大學(xué)的工程學(xué)教授特洛伊·辛布洛注意到了比安基尼的論文，并產(chǎn)生了興趣，隨后他召集學(xué)生，重復(fù)了比安基尼的實(shí)驗(yàn)，然后有了新的發(fā)現(xiàn)。

在實(shí)驗(yàn)中，如果發(fā)生了逆流污染，液體一般可以向上攀升1厘米的高度，最高甚至高達(dá)2厘米。另外，無論冷水還是開水，都可以產(chǎn)生逆流污染，而且哪怕上方流水處的敞口寬達(dá)幾米，液體依然能向上攀爬。

逆流污染現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)可是非常重要的。盡管逆流污染對(duì)我們的日常生活影響不大，但是在化學(xué)領(lǐng)域，例如在配溶液或配藥過程中，試管里的溶液或藥劑會(huì)跑進(jìn)滴管當(dāng)中，反過來污染滴管里的液體，或給滴管造成損害。

那么，液體為什么能倒流呢？這背后的原理是馬倫哥尼效應(yīng)。

馬倫哥尼效應(yīng)

兩種液體相接觸時(shí)，表面張力強(qiáng)的液體會(huì)將表面張力弱的液體拉過來，因此會(huì)出現(xiàn)表面張力弱的液體向強(qiáng)的方面滲透。這種現(xiàn)象最早是由意大利物理學(xué)家卡羅·馬倫哥尼首先在1865年的論文中研究發(fā)表的，所以叫做馬倫哥尼效應(yīng)。

但是逆流污染的液體并沒有相互接觸，科學(xué)家又是怎么確定逆流污染現(xiàn)象是由馬倫哥尼效應(yīng)導(dǎo)致的？辛布洛教授對(duì)此進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。他往上游的水里加入能夠減少表面張力的苯扎氯銨活性劑，在他這么干之后，水就不會(huì)倒流了。因此，他確認(rèn)逆流污染現(xiàn)象是由馬倫哥尼效應(yīng)引起的。

現(xiàn)在，讓我們回過頭來，看看茶葉和粉筆末究竟是怎么向上攀的。在茶葉和粉筆末逆流的實(shí)驗(yàn)中，下方的水由于加入茶葉或粉筆末，導(dǎo)致表面水分子的內(nèi)聚力被破壞，從而使得表面張力降低。加入茶葉的水的表面張力下降了三分之一，而加入粉筆末的則下降了二分之一。這種由與上方的水的表面張力差所產(chǎn)生的馬倫哥尼效應(yīng)，加上較為接近的傾倒距離，水就逆流而上了。