番茄酱挤不出来？新科技拯救强迫症，向“挂壁”浪费Say No
你是否有过这样的经历：对着和瓶壁如胶似漆、难舍难分的番茄酱无可奈何？对着瓶子里厚厚一层怎么也倒不出来的酸奶心疼不已？甚至有时你用尽全力将瓶底的沙拉推到了瓶口，可是手一松，之前所有的努力就都白费了。
不管你是不是强迫症患者，这种挫败都令人难以忍受，这时你的心情大概会瞬间down到谷底。这种让人抓狂的现象我们称之为“挂壁”，在红酒领域它代表着优秀的品质，在实验室中这说明烧杯没洗干净，而对于上述那些产品来说却只意味着一件事——浪费，消费者和生产商都想极力避免的双重浪费。
▎挂壁浪费
2009年的一份消费者报告显示，因为产品挂壁问题，我们差不多扔掉了25%的洗涤液、16%的清洁剂和15%的调味品。单单在调味品这个类别，具体数字大约为每年100万吨。而2014年进行的一项千人调查也展现了消费者对挂壁浪费的深恶痛绝，为了把最后几滴赖在包装里的酱料搞出来，他们执着地寻找着各种方法，包括将瓶子翻转、加水稀释、破坏包装或者使用锅铲，少数人甚至承认曾经购买过特殊工具。
日本销售的达能系列酸奶为了鼓励人们减少浪费，在酸奶瓶盖上印刷了各种幽默暖心的鼓励语和冷门小知识，以吸引消费者喝酸奶的时候“舔盖”。
社交媒体中也流传着许多视频教人们如何挤出最后一点牙膏和番茄酱。但这些办法都治标不治本，只能在一定程度上减少浪费却无法彻底消除。
试想，如果有一种包装能够像荷叶上的露珠那样，让酱料顺滑流动、毫无残留，一定会让消费者和生产商额手相庆。
别急，这一天不远了。
▎LiquiGlide涂层
2017年6月7日，LiquiGlide公司宣布，一款同样名为LiquiGlide的防挂壁涂层已经成功实现商业化，可以应用于调味品、乳制品、牙膏、洗涤液和胶水等粘性液体产品包装。
▲ 蛋黄酱装在涂有LiquiGlide的瓶子中。图片来自LiquiGlide官网
2009年，麻省理工学院副教授KripaVaranasi和几名研究生开发出了这种永久湿润的液体浸渍表面。起初，这一技术被用于天然气管道中，用来防止甲烷水合物晶体的形成和积累。后来，有感于“番茄酱难题”对人们的困扰，他们开始尝试将LiquiGlide技术应用于其它粘性液体和粘稠食品，最终获得了成功，还由此创立了自己的公司——LiquiGlide。
▎未来的无浪费食品包装
▲ 将装在有LiquiGlide涂层瓶子（右）和普通瓶子（左）中的沙拉挤出
LiquiGlide液体浸渍表面可以有效减少粘稠食品尤其是调味料的挂壁浪费。这不单单是指消费者，也包括进行大规模工业化生产的企业。保持生产线、设备和包装容器的清洁有利于企业节水节能节原料，同时也便于回收利用，从而节约成本。它的应用还可以帮助企业承担相应的社会责任，塑造向浪费宣战、追求可持续发展的品牌形象。此外，LiquiGlide技术还为企业提供了新的包装选择，尤其是那些因为太粘稠而无法采用瓶装和罐装的产品，可以借此得到更可靠地保护。
▲ 从普通玻璃瓶（左），以及有LiquiGlide涂层的玻璃瓶（右）中倒出枫糖浆
▲ 将蜂蜜倒入酸奶中，普通包装（左）与带有LiquiGlide涂层的包装（右）效果对比
尽管说服企业改变包装是比较困难的事情，但为了向企业证明LiquiGlide的优势，公司进行了大量消费者调查——得到了都是清一色的积极反馈，这说明消费者对这种既可以减少浪费又可以愉悦心情的新事物充满了喜爱。目前，挪威奥克拉集团（Orkla）已经同意在德国、斯堪的纳维亚以及其它一些欧洲城市出售的产品包装上使用LiquiGlide涂层。相信在不久的将来，你就再也不用像摇拨浪鼓似的摇番茄酱了，它们会乖乖地脱离瓶子的魔爪到你嘴里去。
▎宾汉流体（Bingham fluid）
番茄酱、蛋黄酱、沙拉、牙膏等之所以很难从瓶中倒出来，是因为它们属于Bingham流体。Bingham流体是非牛顿流体的一种，粘度不为常数，而且只有当剪应力达到一定临界值后才会开始流动，也就是我们看到的不挤不动。此外，牛奶、果酱、炼乳等也属于非牛顿流体。当这些流体从瓶子里流出时，不同层具有不同的速度——容器中心部分的流动速度最快，而最靠近边缘的层则粘在容器的内表面无法移动，这就产生了摩擦和粘性，导致容器中产品的大量残留。
▲ LiquiGlide涂层结构。图片来自LiquiGlide官网
LiquiGlide针对的目标就是非牛顿流体的这一特性。它是一种没有微观间隔的涂层，由织纹固体物质和浸渍液体组成，旨在在容器和产品之间建立一个没有摩擦的隔离层。它的厚度只有几μm，通过毛细管力量固定在一个地方，形成一个永久湿润的光滑表面。由于涂层可以比产品更牢固地附着在表面，所以当它被涂在容器内部时，产品就可以在没有摩擦的情况下自由流动。
然而，材料间的混合搭配是一项非常复杂的过程，面临诸多限制。比如涂层的液相必须与粘性产品的物化性质相容，而它们之间又不会混溶。固体材料必须能够形成一种纹理结构，还要适合于食品应用。好在经过多年对上百种不同材料的探索，LiquiGlide已经形成了一个数据库，可根据客户需求进行定制，从而满足不同的产品和包装需求。
▲ 超疏水结构与LiquiGlide涂层的性能对比。图片来自LiquiGlide官网
现在较为常见的超疏水结构主要是参考荷叶表面微观结构进行设计的，在纳米级的织纹结构之间布满了细小气泡，使得水滴无法渗入纹理之内，从而起到了防水效果。但研究表明随着时间的推移，超疏水结构的效果会慢慢减弱直至消失。另外，构建超疏水结构所用物质大多为合成材料，并不适用于食品包装。
与此不同的是，LiquiGlide涂层的高织构固体纹理间稳定牢固地充满了浸渍液体，从而形成了光滑且可永久维持的液体表面。此外，LiquiGlide具有持久无毒的特性，更适合于食品应用。这种涂层使用的材料主要是植物油等食品原料以及其它几百种得到FDA批准的可食用材料。这保证了食品产品的安全性，同时也使LiquiGlide成为了极具潜力的食品加工润滑剂。
▎关于LiquiGlide公司
LiquiGlide的开发是基于David Smith在麻省理工学院副教授Kripa Varanasi研究小组学习时的博士研究课题。Smith和Varanasi对于解决机翼表面结冰以及石油和天然气管道中甲烷水结晶的问题非常感兴趣。此前已经有人进行了超疏水表面等一些相关研究，但是这两位研究人员发现那些研究中还是会有液体残留在表面。当发生相转变（比如蒸汽变成液体）时，水滴会凝结在表面，并逐步积累，最后导致机翼表面结冰。为了彻底解决这一问题，Varanasi和Smith在界面科学领域权威专家David Quéré研究工作的启发下，发明了LiquiGlide液体浸渍表面涂层。
2012年，为了实现LiquiGlide涂层的商业化，Smith和Varanasi在研究院的帮助下成立了同名公司——LiquiGlide Inc.。Smith出任CEO，Varanasi担任董事会主席。2017年6月6日，LiquiGlide公司任命CPG行业资深人士、前公司顾问Thomas Britanik为日用消费品业务总经理，帮助公司推动LiquiGlide涂层在CPG领域（调味料、乳品、口腔护理、个人护理、粘合剂等）的商业化。
目前LiquiGlide拥有六项美国授权专利和一百多个国外专利申请，公司已经推出了可供工业和生产应用的CleanTanX™系统。
LiquiGlide公司背后的坚实依靠——麻省理工学院，还推出了另一款神奇的防水材料，防水防雾防眩光的三防玻璃。这一产品的灵感来自于自然界的一种植物斑叶肖竹芋。这种植物的叶片不会粘上水珠，具有很好的防水性，科学家通过显微镜观察发现其防水性的来源是叶片表面很多圆锥状的微结构。
在此启发之下，科学家利用半导体工业界的镀层蚀刻技术在玻璃表面构建了一层圆锥微结构阵列，通过精确控制圆锥的大小、锥面角度等几何参数可以改变玻璃表面的粘滞力以及折射系数等物理量，使得这种表面同时具有疏水性和防眩光性。这一材料因为同时具有这三个非常强大而实用的功能，因此前途不可限量。比如未来可以将其用于电子产品的显示屏、太阳能电池甚至是车窗玻璃。想象一下，有一天你开车再也不用开雨刷，不怕车窗反光，这该是多么美好的事情。
整理编辑：Foodaily每日食品网