圖片：以紙管將整包14顆曼陀珠瞬間滑入ZERO可樂瓶中所造成的噴泉現象
作者：嚴融怡
可樂噴泉是很多中小學生喜歡玩的實驗，也是很多大專院校實驗室open house所會展示的有趣實驗，近十幾年也一直有科學家在研究其中微細的物理與化學機制。可樂噴泉有滿多種不同的形式，但是最常見也最為基本的兩款分別為『曼陀珠可樂噴泉』和『小蘇打可樂噴泉』，這兩種，其他種類的可樂噴泉有很多是從這兩種所轉變衍生出來的。
曼陀珠可樂噴泉(Diet Coke and Mentos eruption)相當著名。早在1980年代，Wintergreen Lifesavers薄荷糖就常被科學實驗室運用來添加到汽水當中來製造間歇泉。直到1990年代Wintergreen Lifesavers製造商增加了薄荷糖的尺寸，使得經典實驗因而沒辦法進行。於是理科老師們紛紛找尋其他代用的顆粒物質來製作這種噴泉效果。Lee Marek、David Letterman與『 Marek's Kid Scientists』科普團隊在1999年的後期開始使用健怡可口可樂(Diet Coke)與曼陀珠(Mentos)的噴泉實驗並獲得不錯的成果。之後這項實驗又在2005年以後的網路平台有了較多的模仿和宣傳，因此成為最有名的科普實驗之一。也是演示『成核現象』(Nucleation)最經典的實驗之一。成核，又稱為形核，是相變初始時的「孕育階段」。天空中的雲、霧、雨，或是燃燒生成的煙，冰的結晶，汽水、啤酒的冒泡等的初成的情形，其實都是成核現象。成核現象需要成核位點(nucleation site)才可發生。可樂當中有許多用高壓壓入的二氧化碳，當開瓶後二氧化碳呈現不穩定而亟欲釋放到外界的狀態，這時表面上有大量微細小孔的曼陀珠丟入便形成最佳核種，能夠讓許多二氧化碳吸附上去以協助釋放，加快二氧化碳的釋出，並造成大量泡沫的快速形成，使瓶內壓力激增，最後噴出大量可樂。這是一種成核現象的反應，也是多孔物質經常能夠協助各類化學反應進行催化的原因之一。
圖片：同樣是曼陀珠噴泉效應，以沙士取代可樂的噴泉效應會差一些。
不過雖然任何可樂或是任何碳酸飲料都能夠造成類似效果，但卻以健怡可口可樂搭配薄荷口味的曼陀珠效果最好。這當中還牽涉了不同口味的可樂組成以及不同口味的曼陀珠組成。健怡可口可樂這類低熱量汽水中的阿斯巴甜具有降低表面張力的效果，因此能夠讓反應有增幅的效果。而曼陀珠表面的二氧化鈦、阿拉伯膠等所形成的粗糙結構面是造成二氧化碳吸附的重要表面。尤其，阿拉伯膠既是一種介面活性劑，還可能有助於非極性的二氧化碳溶於極性的水中。因此阿拉伯膠對降低水的表面張力可能也擔負一定的角色。但如果是其他口味的曼陀珠，例如水果風味的，有時又會再塗上蠟質，因而造成曼陀珠的表面結構改變，也使得成核效果變得比較差。
圖片：以小蘇打粉配合紙管瞬間滑入纖維可樂瓶中所造成的噴泉現象，會有延遲現象，但持續時間稍微延長一點點。
關於另外一種小蘇打可樂噴泉，則與另外一個經典的化學科普實驗『小蘇打火山』有類似的成因。小蘇打火山是藉由醋和小蘇打反應產生二氧化碳，並從瓶中產生泡沫將液體推擠出來，再沿瓶壁往下流，形成類似火山爆發的情景。而由於小蘇打本身是會產生二氧化碳的膨鬆劑，然後又加入酸性而本身就溶解大量二氧化碳的可樂，當兩者產生酸鹼中和的反應時，也自然會變成另外一種可樂噴泉的現象了。
參考引用資料：
1.Penny老師陳乃綺編著。2017。Penny老師教你創意玩科學。小麥田出版。
2.可樂加曼陀珠噴發現象 ─維基百科 https://zh.wikipedia.org/wiki/可樂加曼陀珠噴發現象
3.Diet Coke and Mentos eruption -wikipedia https://en.wikipedia.org/wiki/Diet_Coke_and_Mentos_eruption
4.成核 ─維基百科 https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%88%90%E6%A0%B8
5.What Will Happen If You Mix Coke and Baking Soda? -CrazyRussianHacker https://www.youtube.com/watch?v=ex1WerxzGRY&feature=emb_logo
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