連切100個洋蔥只爲研究一件事：怎樣不辣眼睛-辟謠-漫步新聞-陪你看看

最近，我這個“廚房小白”開始嘗試自己做飯了，第一次意識到，洋蔥可真是個好東西。它不僅便宜耐放，而且幾乎能搭配任何食材：燉肉可以去腥增香，搭配素菜清爽可口，就連簡簡單單的清炒洋蔥都無比美味。

但洋蔥也有一個極其討厭的缺點：辣眼睛。每次切洋蔥，那股酸爽酥麻的氣息都會直奔我的眼睛、鼻子和口腔。往往一個洋蔥還沒切完，我的眼中就噙滿了淚水。

洋蔥常讓人眼中噙淚丨giphy

切洋蔥，民間土法互相矛盾

爲了不再被洋蔥辣哭，我開始在社交媒體上搜索各種防淚祕籍，發現網友們的回答五花八門。

有人說要給刀和砧板蘸水，有人會在砧板旁擺上電扇和蠟燭，還有人邊嚼口香糖邊切洋蔥。當然還有更簡單粗暴的方案：戴口罩、戴護目鏡，甚至在鼻孔裏塞紙巾。

更讓人困惑的是，許多“民間土法”還彼此矛盾。比如，有人說切之前應該把洋蔥扔進冰箱，可另一些人卻主張先用微波爐加熱洋蔥；有人建議在30秒內速戰速決，而另一些人卻主張先將洋蔥切成大塊靜置，一段時間後再切成細絲。

早在公元前三千多年甚至更早，洋蔥就登上了人類的餐桌。然而，五千多年過去了，切洋蔥的方法竟然還如此衆說紛紜。

最佳切洋蔥防淚法，還沒有得到統一｜圖蟲創意

科學家發論文，試圖終結廚房紛爭

科學家顯然也遇到過類似的困擾，一篇今年10月發表於《美國科學院院刊》[1]（PNAS）的論文就試圖終結這場廚房紛爭。

康奈爾大學的Sunghwan Jung教授和學生吳子軒（現任職於雪城大學）等研究者給出了他們的答案：想要切洋蔥不流淚，關鍵在於刀要鋒利，動作要慢。至於許多網友推薦的冷藏法，可能會適得其反。

我原本以爲，Sunghwan Jung團隊之所以關注切洋蔥問題，是因爲他們也曾像我一樣有過切膚之痛。但當我問到這個問題時，吳子軒笑着坦言，其實只是Jung的朋友研究過掰橙子時的汁液飛濺，於是Jung也想看看，切洋蔥時的汁液飛濺是否也藏着有趣的流體物理學原理。

在吳子軒眼中，Jung是一個對世界充滿好奇心的人。他的研究興趣五花八門，從貓狗怎麼喝水，到動物躍入水中激起的浪花，再到游泳後耳道里的水如何排出……Jung總能從日常生活裏挖掘出別具一格的物理問題。

有意思的研究團隊，研究有意思的流體物理學問題｜參考文獻[4, 5]

把洋蔥送上“斷頭臺”，發現刀越鈍越濺

切洋蔥之所以讓人流淚，原因藏在洋蔥細胞裏。當洋蔥組織被刀片破壞時，洋蔥細胞中的硫化物會在酶的催化下，迅速生成一種名爲丙硫醛-S-氧化物的化合物。它不僅能揮發進入空氣，還會隨着切洋蔥時產生的細小汁液飛濺進入我們的眼睛，刺激分佈在角膜的睫狀神經，引發流淚反應。

爲了看清切洋蔥過程中究竟發生了什麼，研究團隊決定用高速攝像機捕捉洋蔥的每一個飛濺瞬間。他們爲洋蔥設計了一款“斷頭臺”，讓刀片自由下落切割洋蔥。同時，他們還編寫了一種算法，逐幀追蹤這些微小液滴的運動軌跡。

在高速攝像機下，研究人員真切地看到了洋蔥汁液飛濺的全過程。在切割的瞬間，洋蔥切口處會立刻噴出大量霧狀的小液滴。它們的速度可達40米/秒，噴射高度甚至能達到60釐米。

緊接着，從洋蔥更深層處噴出的汁液由於壓力減小，會以液絲的形式噴出，並在空中再次斷裂成小液滴。這些後續噴出的液滴高度通常不超過20釐米，不太容易濺入人眼。

換句話說，第一波那些速度極快的霧狀小液滴，纔是引發我們流淚的“頭號罪犯”。

刀切洋蔥瞬間，缺口噴出的液滴（藍色）和液絲（紅色），黃色代表洋蔥或刀｜參考文獻[1]

爲了進一步瞭解如何才能減少液滴飛濺，研究團隊又測試了不同的切割方式，用不同鋒利程度的刀片切了上百顆洋蔥，他們發現：刀刃越鈍，洋蔥汁液飛濺就越嚴重。隨着刀刃厚度從0.91微米增加至13.3微米，洋蔥飛濺出的液滴數量足足增加了40倍。

吳子軒表示：“一般來說，鋒利的刀刃厚度在2微米以下。用這樣的刀切洋蔥，肉眼幾乎看不到液滴飛濺。一旦刀刃厚度超過7微米（大約是一根頭髮直徑的十分之一），你就能清楚地看到洋蔥汁液爆發出來。”

從紅色到藍色，刀刃越厚，洋蔥飛濺出的液滴數量越多｜參考文獻[1]

爲什麼刀越鈍，汁液飛濺就越劇烈？這要從洋蔥獨特的微觀結構說起。研究人員將洋蔥比作了一種蹦牀式的結構。

洋蔥的每一層，外表都包裹着一層堅韌的表皮細胞，也就是我們在高中生物課上用來觀察質壁分離的那層細胞（不是最外層的褐色幹皮）。它就像蹦牀的牀面，薄薄一層但韌性十足，保護着洋蔥內部柔軟的葉肉細胞。而這些厚厚的葉肉細胞則像蹦牀的彈簧一樣，支撐着上方的表皮細胞。

“洋蔥表皮細胞形狀細長，它們的抗壓能力很強。”吳子軒解釋道，“如果菜刀不夠鋒利，無法立刻切開這層表皮，就會將它深深地下壓。這樣一來，下層的葉肉細胞就會被嚴重壓縮，甚至超出它們所能承受的壓力極限。”

在這種巨大的壓力下，等到菜刀終於切破洋蔥表皮時，葉肉細胞積累的壓力就會像被壓縮的彈簧彈開一樣迅速釋放。菜刀越鈍，汁液中積累的壓力越大，儲存的彈性勢能越多，洋蔥汁液就會噴得越多、越快、越高。

洋蔥橫截面，可以看到洋蔥在被刀切斷後立即回彈，這是彈性勢能釋放的標誌｜參考文獻[1]

慢切、前後拉、不冷藏，飛濺少

除了刀的鋒利程度，切洋蔥的速度也同樣重要。爲了研究這一點，他們讓刀片從不同高度自由落體，模擬了不同的切割速度。研究者發現，當切割速度從0.44米/秒增加到2.03米/秒（人類廚師的切菜速度一般爲0.1～1.0米/秒）時，飛濺出的液滴數量增加了4倍。

吳子軒說：“切洋蔥的速度越快，菜刀提供的能量就越多，因此汁液更容易斷裂成細小的液滴，噴射速度也會越快。”

研究團隊還測試了一些“民間土法”。例如，他們把洋蔥在冰箱中提前冷藏了12小時，令人驚訝的是，冷藏後的洋蔥反而會噴出更多液滴。他們推測，這可能是因爲在低溫作用下，洋蔥組織變得更脆了，切割時的斷裂區域更大，因此釋放出了更多汁液。

此外，早在2012年，哈佛大學物理學家L.馬哈德萬（L. Mahadevan）的團隊就發現[2]，在切割物體時，如果刀片只是直直地下壓，那麼就需要較深的下壓深度才能達到斷裂的臨界條件。相反，如果像拉鋸那樣邊向下切邊前後拉，就能以更小的下壓深度達到斷裂條件，切割效率更高。因此，科學家也建議，在切洋蔥時儘量採用邊拉邊切的方式，能進一步減少洋蔥汁液飛濺。