向开水中尿尿会发生什么？有的人会被烫伤，有的人却想出了新发明

#头条创作挑战赛#

在经典科幻电影《木乃伊2》中，大祭司为了阻止主角众人前行，使用了“魔力”让湖中的水开始倒流。在科幻电影的世界里，什么都可能发生，如果我告诉你，在现实世界中也有让水倒流的办法，你会相信吗？

这个办法就是，往热水里尿尿！

电影《木乃伊2》截图

看到这里你可能会觉得天方夜谭，水逆流而上违背了物理定律， 而现实世界的人不会像电影一样具有“神奇的力量”，但是在没有魔力的世界，也可以让这样的现象发生。

而让水逆流而上的办法就是“马拉高尼效应”。

逆流而上的水珠—马拉高尼效应

在1865年，来自意大利的科学家卡罗· 马拉高尼发现了一个有趣的现象，如果两种不同的液体接触，那么会有其中一个液体被另外一个液体拉过去，他把这个现象发表了论文，而这个现象由他的名字命名为“马拉高尼”效应。

而这个马拉高尼效应也会出现在具有高度差的两种液体里，也就是说，如果我们把一种液体倾倒在另一种液体中，那么这个下面的液体就可能会逆流而上，例如把开水倒入茶叶碎屑里面，茶叶就会随着水流逆流而上。

茶叶碎片逆流而上

这样反直觉现象出现的秘密就是液体的“表面张力” ！

如果我们观察过清晨凝聚在树叶片上的水滴、水龙头缓缓下垂的水滴，就会发现他们好像被什么东西“吸住了”一样，形成一个锥形，这就是表面张力。

树叶上的水滴之所以能够没有“摊开”就是由于表面张力的作用

而不同的液体表面张力的大小是不同的，当两个液体相互接触时，表面张力强的液体会把表面张力弱的液体“拉过来”，而这个“拉力”甚至可以让体积巨大的茶叶“逆流而上”。

与液体表面张力相关物理量是温度和浓度，液体的温度越高，它的表面张力就越小。也就是说如果我们向一壶热水里尿尿，由于热水的表面张力低于我们排出的“尿液”那么热水就会随着尿液“逆流而上”，就像下图这样……

当然实际上水的张力没有那么大，所以在距离合适的情况下，不会发生烫伤

而在稀释溶液的时候，也是利用了这一效应，两种物质的浓度不同，就会导致表面张力不同，实现溶液的扩散，例如我们把一滴醋滴进水里，醋会快速地扩散在水里，就是应用了这一效应。

往水杯里稀释醋

在法国的葡萄酒品鉴中，如果在摇晃葡萄酒后，有一部分的酒滴挂在杯子的边缘，形成“酒泪”。

那么这个酒就会被证明为“好酒”，而这个现象的原理，是因为葡萄酒需要在醒酒器中醒发一段时间，而在醒发的过程中，上层的酒精挥发速度是快于下层的，就会导致醒发过后的酒不“均匀”会产生一个明显的表面张力变化，也就形成了“酒泪”。

葡萄酒的酒泪（实际上葡萄酒的品质和有没有酒泪没有任何关系）

除了上面的例子外，这个看起来“很好玩”的效应会怎么样出现在我们的生活中呢？

“烦人”的马拉高尼效应

只要有液体交融的地方，马拉高尼效应就会出现，而有它产生的一些效应确实会让人心烦。

逆流污染

如果液体会逆流上去，那么一些行业就会感到特别的烦人，例如做实验的研究者或者化学企业，这意味着使用滴管的时候，下面的物质会反过来污染到滴管里的液体。

将滴管抬高以免被逆流污染

而会排出有害物质的工厂需要把工业废水处理到标准也是这个原因，工厂的有害废液表面张力普遍高于普通水源，如果排出未经处理的有害污染水源，那么这些污染物就会被“拉往”普通水中，让整片水域造成污染。

工业难题

当金属达到熔点时会变成液体，当固态的金属成为液体时也会发生马拉高尼效应。

在金属高温溶解过程后，形成熔池，而熔池中液体的温度并不是平衡的，而温度差导致的马拉高尼力会影响流体的流动，让材料冷却下来后并不是均匀的，容易发生变形，在医疗植入领域和航空航天工业等对材料质量要求较高的行业，就深受高尼效应带来的影响。

炼钢炉就是常见的熔池

而在制作半导体中，马拉高尼效应产生的作用力会在纯晶体（如硅）净化过程中，影响晶体的生长，导致生产出的半导体材料出现问题，降低半导体的性能，使得器件存在缺陷。

但是，马拉高尼效应并不是只有坏处，也给我们生活中带来了好处。

马拉高尼效应的应用

我们在上面说过，生活中的大部分液体混合都使用到了马拉高尼效应，例如柠檬汁、做菜的时候的酱油和醋以外。

由于马拉高尼效应在生物体内细胞体液输送方面起到了非常重要的作用，例如我们打吊针时候输液，输的药物能够在血液当中扩散，所以也有一些研究通过马拉高尼效应来造福人类。

佩戴隐形眼镜时经常会感觉到眼睛干涩，而Gerald Fuller教授就研究马拉高尼效应试图让我们在佩戴眼镜时眼睛不那么的干涩。

佩戴隐形眼镜

马拉高尼效应也可以作为置换新生儿肺中的表面张力素理论基础。

清华大学的研究人员也在试图利用马拉高尼效应在一些口服药物中添加表面张力物质，这些药物能够更好地被吸收和扩散到身体中，在人体吸收后更快地产生作用。

而现在，对马拉高尼效应了解深刻过后，改良的血液透析装置也逐渐在研究中，让血液透析更加的快捷和方便。

结语

这次简单地介绍了“好玩”的马拉高尼效应，而在生活中，马拉高尼效应还存在于很多地方，而普遍存在更多像这样有趣的效应，想知道更多的好玩的科学知识可以关注我们。

参考文献：

[1] Wiki百科-马拉高尼效应

[2] Wang,Huang-chen.A Fast and Facile Platform for Fabricating Phase-Change Materials-Based Microparticles by Marangoni Effect for Oral Delivery of Lipophilic Drugs

[3] Stanford engineers stop soap bubbles from swirling

[4] New insights into human tears could lead to more comfortable contact lenses, Stanford researchers say

[5] 傅宗玫, 陈正平. "泡泡上的「马拉高尼效应」"科学发展月刊 29, no. 11 (2001): 788-796.返回搜狐，查看更多

责任编辑：