泡面憑借著獨特的香味和便利性，成了很多年輕人偏愛的美食。下班后，拆一袋泡面，加個蛋和香腸，只要 3~5 分鐘就可以享受一頓完美晚餐了。據(jù)統(tǒng)計，2020 年我國方便面消耗量達 463.6 億份。

在等泡面的那三五分鐘里，不知道大家有沒有想過，為什么不管是袋裝泡面還是桶裝泡面，面餅都是彎彎曲曲的？其中有什么奧秘嗎？今天，我們就來重新認識一下泡面~

不只是彎曲這么簡單

關于泡面的彎曲工藝，有多種說法，有的說是利用出口處的竹刀和墜子壓制而成的，也有的說是利用結構往復擺動堆積而成的。不管是哪種說法，目的都是為了讓切割后的細線面條彎曲起來，形成一個多孔結構整體。

經(jīng)過面刀后，面條就變彎了 圖源：參考文獻[1]

多孔結構使得熱水能夠進入泡面內部，快速泡熟泡面。在泡面生產(chǎn)過程中，這種多孔結構也能在干燥環(huán)節(jié)更快地揮發(fā)水分。此外，彎曲的多孔結構可以縮小面餅的縱向尺寸，方便包裝，還具有一定的抗壓性，運輸過程中，不易破碎。

前幾個優(yōu)點，大家應該比較容易理解，但為什么會抗壓呢？

泡面為什么抗壓？

泡面的抗壓性主要可以從兩個方面解釋。從局部來說，泡面局部的彎曲結構類似于拱形結構，拱形結構能夠將外載分散開來。雖然結構受彎導致的拉伸應力仍在，但更多的是拱形結構內部形成的互相擠壓的力。

局部的拱形結構提升了抗壓能力 圖源：作者供圖

相比于受拉，幾乎所有的材料都更加耐壓。也就是說，同一種材料同樣尺寸下，能夠承受的壓力要比拉力大很多，所以不容易被壓碎。

拉壓對比 圖源：作者供圖

從整體來說，泡面的厚度提升了整體的抗壓能力。生活常識告訴我們，越厚的物體，越難掰彎。而從力學角度解釋，得結合彎曲應力的表達式，結構厚度越大，分母將會幾何級增大，從而導致應力急劇降低。

整體的厚度提升了抗壓能力 圖源：作者供圖

平時我們買的泡面多少都會有點碎屑，主要是磕碰引起的。磕碰的過程中，彎曲是發(fā)生破壞的直接原因，深層次的原因主要是局部拉伸應力超過了承載的極限。

彎曲破壞的深層原因是拉伸的一側不抗拉 圖源：作者供圖

高級版“泡面結構”

泡面雖然屬于多孔結構，但它的孔洞形狀是隨機的。泡面的結構與智能結構（先進結構）的差別在于孔洞結構是否經(jīng)過特殊設計，能否實現(xiàn)特定功能。

Science封面：受壓扭曲的先進結構 圖源：Science

設計指定形狀的多孔結構是當前科研的一個熱點方向，因為特殊設計的多孔結構可以實現(xiàn)原本材料無法實現(xiàn)的功能。比如，上圖設計的結構，受壓后會發(fā)生扭曲，可以替代傳統(tǒng)的機械傳動結構，實現(xiàn)更加便捷的精密控制。

各種不同構型的多孔結構 圖源：參考文獻[2]-[5]

再比如說，目前飛機機翼都是固定不變的，但在不同速度下，機翼在不同位置可以產(chǎn)生更好的升力，所以變形機翼研究應運而生，多孔結構為變形機翼提供了可能。

多孔結構在變后掠翼中的應用 圖源：參考文獻[2]如果將方便面設計成特定的彎曲結構，那么泡面就可以變成了一種智能結構，實現(xiàn)一些特殊的功能。感興趣的吃貨們，趕快去設計一個，說不定也能登上Science封面呢。