欢迎来到PopSci 的居家科学实验系列。工作日的下午，我们将发布新的实验项目，使用的材料都可以在杂货店买到。通过在社交媒体上用 #popsciprojects 标记你的实验作品，向我们展示你的成果。
任何厨师都会同意，烹饪基本上是应用科学，而且，除非你是一位真正居家办公的科学家，否则你的厨房是你最接近实验室的地方。遵循食谱与进行实验基本相同，最棒的部分是你还能吃到美味的成果。这个项目也不例外。
制作水晶糖很简单——只需要糖、水和耐心。但如果你配比不对，你就会永远等着晶体形成。那太令人伤心了。
规格
时间： 30-40分钟准备，然后最多两周等待
难度： 简单
你需要什么
- 2 ½ 杯糖
- 1 杯水
- 一双筷子（或任何细木棍）
- 一把勺子
- 2 个（12盎司）梅森罐（或任何开口同样宽的耐热玻璃容器）
- 晾衣夹
- 纸巾
- （可选）您选择的食用色素
- （可选）您选择的食用香精
说明
1. 将水煮沸。不用说，这一步应由成年人操作，以避免任何烫伤。一旦出现第一个气泡，就转为小火。
2. 倒入糖，形成过饱和溶液。 慢慢倒，并不断搅拌，直到所有晶体都溶解。最终，你会感觉吸入了一些蒸汽中的糖——继续下去。它们被称为过饱和是有原因的。
- 注意：此配方中的水量和糖量足以制作两根水晶糖棒。如果你想制作更多，请增加份量，确保糖和水的比例保持在 2.5:1。正如你稍后会看到的，这一点至关重要。
3. 让你的溶液冷却至室温。你可以把它留在锅里，或者直接倒入梅森罐中。移到罐子里会加速冷却过程。
4. （可选）添加颜色和香精。如果你想给你的水晶糖添加颜色，在溶液中滴几滴食用色素并搅拌。用量取决于你想要的颜色鲜艳度。这也是添加香精的时候。同样，用量取决于你想要的香味浓度。
- 注意：如果你想让每块糖果有不同的颜色或味道，将溶液倒入梅森罐中，然后为每个罐子添加你选择的属性。
5. 弄湿你的筷子。将你的筷子分开，然后放入一杯水中。你需要将它们浸入多深取决于梅森罐的大小和你制作的溶液量。对于12盎司的罐子，将筷子浸入其长度的三分之一处。然后，把它们拿出来。
6. 将湿润的筷子末端蘸糖。在盘子里倒一些糖，然后将筷子在上面滚一滚。确保它们沾上尽可能多的晶体。
7. 让筷子晾干几分钟。如果可以，将它们放在东西上，这样沾满糖的末端就能悬空。
8. 准备你的梅森罐。如果你还没有做，将任何食用色素和香精倒入梅森罐中，然后倒入糖溶液。确保每个罐子都有足够的溶液完全浸没筷子上沾糖的部分。你不需要盖子，但如果方便的话，可以拧紧盖子以缩小开口。
9. 将一根筷子放入每个梅森罐中。沾糖的一端应完全浸没。用手指握住干净的一端，确保筷子不接触罐子的底部或侧壁。如果接触了，晶体会在木头和玻璃之间生长，到时候你就很难取出糖果了。用晾衣夹将其固定到位。对第二个罐子重复此步骤。
- 注意：这就是罐口大小很重要的原因。如果它太宽，晾衣夹会掉进溶液里，筷子会靠在罐子的一侧。你绝对不希望这样。如果你找不到足够大的晾衣夹，你可以用两个。我们甚至尝试过将一根纱线绑在筷子上，通过拉紧纱线两端并用盖子固定来使其保持原位。达到平衡很棘手，因为筷子会倾向于偏向纱线的一侧，但应急时它也能凑合。
10. 用纸巾盖住你的罐子。这只是为了确保没有不干净的东西掉进罐子里而被糖石化。将纸巾对折，用剪刀在中间剪一个小口，穿过筷子。
11. 等待。生长水晶糖是一个缓慢的过程。你会在第二天开始看到一些晶体，但它们会在两周后达到生长高峰。
12. 取出你的糖果。当你对水晶糖的大小满意时，随时可以取出。用勺子打破顶部的糖层，然后移动筷子将其取出。如果由于某种原因，有晶体将筷子固定在罐子上，成人可以用刀小心地将其凿出。
工作原理
水的溶解糖的能力会随着温度而变化。这就是为什么如果你在热茶里放两包糖，晶体几乎会立即溶解。但如果你放在冰茶里，一些晶体就会沉到底部。
在室温下，水只能溶解你倒入其中的大约67%的糖——在那个特定温度下的特定饱和度就是热力学平衡。
“当浓度低于67%时，你添加到溶液中的任何晶体都会溶解，试图达到热力学平衡，”威斯康星大学麦迪逊分校食品科学系的食品工程教授Richard W. Hartel解释说。
室温下糖浓度高于此的普通水会形成过饱和溶液。我们需要那种高浓度来生长我们的晶体。但为了让如此少的水溶解如此大量的糖（2.5杯！），我们必须先将水煮沸。
当溶液冷却至室温时，其糖浓度将保持与沸腾时相同——约75%。此时，溶液中的糖分子会试图通过降低浓度到67%来达到平衡。它们通过回到原来的状态来实现这一点。
“在液态下，糖分子在四处碰撞时具有很多能量。但当它们被约束在晶格中时，它们的能量就很低，”Hartel说。
筷子上的糖使晶体更容易围绕它们生长，但（你将看到）它们也会在梅森罐的侧壁甚至溶液的表面形成。
大约两周后，当糖浓度达到67%时，晶体就会停止生长，你的水晶糖就会长到最大。像挖掘古代宝藏一样小心地凿出这些晶体，然后享用。
