冲泡咖啡是许多人日常生活中平凡的一部分。但如果你想改善杯中物，不一定非要花高价购买优质烘焙的咖啡豆。有时，只需要对手冲法的分子化学、物理学和流体动力学之间的相互作用有所了解即可。别担心，这并不像听起来那么复杂。至少，根据宾夕法尼亚大学研究人员4月8日发表在《流体物理学》上的一项研究来说，是这样的。
为了更好地理解手冲过程中发生的微观相互作用和内部动力学，研究团队首先用二氧化硅凝胶颗粒代替了玻璃滤杯中的不透明咖啡粉。然后，他们使用激光片和高速相机详细捕捉了像咖啡粉这样的细颗粒材料，在从标准鹅颈壶以不同高度和强度倒水时的反应。
很快就清楚了，要冲泡出最好的手冲咖啡，需要在咖啡粉颗粒中产生“雪崩效应”——而这种效果最好通过高度和强度的结合来实现。
研究合著者 Ernest Park 在一份声明中解释说：“我们建议尽可能提高倒水高度，同时保持层流，即水流在撞击咖啡粉时不会破裂。”
从更高的位置稳定地倒水，可以让咖啡粉在水深入咖啡床时发生位移和循环。研究人员还指出，尽管这种方法经常会在水面上产生一层漂浮的咖啡粉，但这种效果“不会显著影响”混合。然而，如果水流太细或喷射力太弱，则会对冲泡产生负面影响。
合著者 Margot Young 补充说：“如果水流太细，它就会分解成水滴。这是我们在手冲咖啡中想要避免的，因为这意味着水流无法有效地混合咖啡粉。”
研究团队在他们的研究中总结道：“这些结果共同表明，可以通过利用雪崩动力学，使用更慢但更有效的倒水方式来延长混合时间，从而调节咖啡的萃取。”
采用这种策略不仅能改善你的咖啡，而且对环境也更加负责。人类每年消耗数千亿磅咖啡，但以目前的水平来看，整个行业根本不可持续。气候变化已经威胁到全球大部分咖啡种植区，特别是在埃塞俄比亚和巴西等地区。像 Park 和 Young 的手冲法这样基于科学的冲泡方法，不仅能制作出口味更丰富、更令人愉悦的咖啡，而且使用的咖啡豆更少。
他们写道：“与其增加咖啡豆的用量，不如通过改变流速和倒水高度来调整饮料的风味特征和浓度。这样，就可以更好地控制萃取效率，以帮助缓解全球对咖啡豆的需求。”
