Gözünüzün önünde olan şey çok hoş: Kirazların üstündeki baloncuklar, sudaki çözünmüş gazların (çoğunlukla hava; karbonatlı içecek kullanıyorsanız CO2) kiraz kabuğundaki mikrometre ölçekli pürüz ve hidrofobik (su itici) bölgelerde nükleasyon (nucleation) yapıp tutunmasından kaynaklanıyor. Belirleyici olan pH değil; gazın suya göre anlık aşırı doygun oluşu ve yüzeyin ıslanabilirliği ile mikro-topografisi.
Akış şöyle ilerliyor: Suyu kaba aldığınızda ve sıcaklık farkı ya da karıştırma olduğunda, su çözünmüş gaz bakımından yer yer aşırı doygun hale geliyor; sistem denge arıyor. Kabarcığın sıfırdan, suyun içinde kendiliğinden doğması zordur çünkü enerji eşiği yüksektir. Bu eşik, kirazın epikütiküler mum (cuticular wax) kristallerinin ve mikro-oyuklarının içinde hapsolmuş minik gaz cepleri sayesinde düşüyor; yani heterojen nükleasyon devreye giriyor. Baloncuk bu ceplerde büyüyor, hidrofobik bölgeler ve yüksek temas açısı onu yüzeye adeta mandallıyor; hacim büyüyünce kaldırma kuvveti adezyonu yeniyor ve baloncuk kopup yükseliyor. Bu yüzden kabarcıklar hep aynı birkaç noktada kümelenmiş halde görülüyor.
Peki neden her kirazda eşit olmuyor? Çünkü yüzey ve ortam koşulları kirazdan kiraza değişiyor; yani nükleasyon için uygun "başlangıç cepleri" ve tutunma koşulları her meyvede aynı değil. Burada çeşitlilik yaratan birkaç etken var:
- Yüzey kimyası ve ıslanabilirlik: Kiraz kabuğunu örten mumun miktarı ve bileşimi değişiyor; bu da temas açısını ve hidrofobikliği değiştiriyor. Bazı kirazların yüzeyi baloncukları daha iyi tutacak kadar su itici, bazılarınki değil.
- Mikro-kabartı ve kusurlar: Mikroçatlaklar, lentisel ve sap çevresindeki pürüzler gerçek birer nükleasyon yuvası gibi davranıyor.
- Su tarafı: Sıcaklık, tazelik ve doldurma biçimi suyun gaz doygunluğunu anlık olarak değiştiriyor; aynı tabaktaki suda bile kirazın yerel çevresinde farklılık oluşabiliyor.
- Yüzeye yapışan lif/kırıntılar ve kalıntılar: Görünmez selüloz lifleri ya da parçacıklar ek nükleasyon noktaları sağlayabiliyor; bazı kirazlarda bunlar var, bazılarında yok.
Asit-bazlık ile bakteriler konusundaysa net olalım: Nötr civarında (musluk suyu) pH değişimi kabarcık oluşumunu belirleyen faktör değil. Karbonatlı içeceklerde kabarcık çok olması, düşük pH'dan değil, CO2'nin aşırı doygun oluşundan. Bakteri ya da "kimyasal" varlığı gerekli değil; baloncuklar tamamen fiziksel bir yüzey–gaz dengesiyle açıklanıyor. Elbette nadiren yüzeydeki organik bir film ya da sürfaktan artığı ıslanabilirliği değiştirip kabarcıkların tutunma davranışını etkileyebilir; fakat mekanizmanın kalbi nükleasyon cepleri ve yüzey ıslanabilirliği.
Kaynaklar
- G\u00e9rard Liger-Belair. (2005). The Physics And Chemistry Behind The Bubbling Properties Of Champagne And Sparkling Wines: A State-Of-The-Art Review. Journal of Agricultural and Food Chemistry, sf: 2788-2802. doi: 10.1021/jf048259e. | Arşiv Bağlantısı
- Mauricio Hunsche, Georg J. Noga. (2011). Cuticular Wax Load And Surface Wettability Of Leaves And Fruits Collected From Sweet Cherry (Prunus Avium) Trees Grown Under Field Conditions Or Inside A Polytunnel. Acta Physiologiae Plantarum, sf: 1785-1792. doi: 10.1007/s11738-011-0717-9. | Arşiv Bağlantısı
