咖啡圈效應

咖啡圈效應（Coffee-ring Effect），又譯咖啡環效應，指當滴狀液體在固體表面蒸發後，出現由內至外顏色逐漸加深的環圈的一種現象。最明顯的例子是咖啡噴濺在桌布上乾燥後留下的圓形痕跡。

流動機制

芝加哥大學的研究團隊在1997年於《自然》期刊發表論文，表明咖啡圈的出現是由於毛細現象固定了液滴的邊界，而接近邊緣蒸發的液體必須由內部的液體補充，因而形成由內部流向邊緣的液體流。這樣造成的流動幾乎可以把所有的溶質帶到邊緣^[1]。

Hu 和 Larson 於隨後的研究發現，蒸發效應在液滴內部會引發馬倫哥尼效應。這樣的流動如果過於強烈，實際上會把溶質粒子重新分配到液滴中心。因此如果要讓粒子累積在邊緣，液體中的馬倫哥尼流必須很弱^[2]。例如添加界面活性劑可以減少液體的表面張力梯度，並以此來減少流動的發生。Hu 和 Larson 也提到，水本身的馬倫哥尼流就相當微弱，在水中添加的介面活性劑更進一步削弱了馬倫哥尼流。

賓夕法尼亞大學研究小組認為^[3]，若固體表面的滴狀液體內部懸浮著許多微粒物質（例如：咖啡滴），在液滴蒸發過程中，液滴並不是一圈一圈地慢慢削小，而是慢慢扁平。正是這樣的「扁平滲流」推動了液滴中的微粒物質（咖啡）不斷地向邊緣聚集，當液滴被全部蒸發乾之後更多的微粒留在邊緣區域，形成了一個圓圈，也就出現了咖啡圈效應。Yunker等人還提出了減少咖啡圈效應的方法，例如將懸浮微粒的形狀改為橢圓形後，而不是傳統的圓形，微粒更能抵抗扁平滲流的作用, 因此橢圓微粒能留下更平整均勻的印記。