河粉鮮嫩多汁，炒河粉的中華鑄鐵鍋無需塗層就能讓其不粘，還能夠均勻地把油裹在河粉上實現均勻加熱，這激起了兩位科學家的興趣。他們用五瓶江小白灌醉了地溝油老闆，套出了大鐵鍋不粘的秘密。
撰文 | 李存璞、魏子棟
“嘶啦……”洋蔥倒入中華鑄鐵鍋中，與熱油接觸發出聲音。“是洋蔥，我加了洋蔥。”這是周星馳在電影《食神》中烹製“黯然銷魂飯”之後的一句經典臺詞（圖1）。
一層一層的洋蔥被剝開之後，經過鑄鐵鍋與熱油共同的作用，產生並釋放硫代丙醛-S-氧化物催淚因子
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，給叉燒飯注入靈魂，讓評委黯然銷魂。
圖1。 黯什麼然銷什麼魂飯
經過數千年的發展，中餐早已傲然屹立於世界美食之巔。大廚的四大核心操作“煎、炒、烹、炸”都依賴於其手中的中華鑄鐵鍋。儘管基於特氟龍的不粘鍋已經誕生多年，但特氟龍脆弱的塗層難以承受高強度顛勺帶來的衝擊，而其既疏水又疏油的表面讓一切寬油變得無所適從。“你永遠不可能用不粘鍋做出來一份完美的炒粉”，在重慶某夜市販賣地溝油炒粉十餘年的攤主高晨曦總唸叨這句至理名言，“因為你不曉得不粘鍋塗層裡頭到底有啥子東西”。
一 緣 起
重慶大學A區中門的“地溝油炒粉”（注：“地溝油炒粉”是地攤老闆自己起的名字）是該校教授魏子棟的最愛，每天加班到深夜之後，他都會來此處點上一份炒粉作為每天最後的放鬆。等待炒粉出鍋的間隙，與魏子棟教授一起來吃粉的同事李存璞副教授試圖偷學師傅的技術。他們發現，儘管河粉鮮嫩多汁，卻並不會被粘在大鐵鍋上糊鍋。無需塗層就能不粘，還能夠均勻地把油裹在河粉上實現均勻加熱。這激起了兩位科學家的興趣。他們用五瓶江小白灌醉了地溝油老闆，套出了大鐵鍋不粘的秘密。
圖2。 重慶大學A區附近的夜市炒粉攤。｜攝影：李存璞
一口優秀的中華鑄鐵鍋不會粘鍋，不會生鏽，可以經受大勺的刮削與刷子的用力清洗，多年使用之後仍然歷久彌新。因此每一位夜市攤位老闆都將手中的中華鑄鐵鍋視若珍寶。民間流傳著一套的充滿宗教意味的“開鍋”儀式，這或許是解開謎團的關鍵。
一口新鍋需要透過開鍋過程來獲取食神的祝福，從而賦予鑄鐵鍋神奇的表面特性。開鍋過程並不複雜，清洗乾淨鐵鍋之後，在其表面塗抹動物油脂，並放置於灶頭進行加熱；冷卻之後再塗抹油脂、加熱，如是幾次即為“開鍋大典”，如圖3（a）所示。成功開鍋的鐵鍋表面與特氟龍不粘鍋表面相似，均具有疏水的特性，從而實現了“不粘”的效果（圖3（b））；但與疏油的特氟龍不粘鍋不同的是，中華鑄鐵鍋表面可以被油脂所潤溼（圖3（c））。油是炒菜過程中食材與熱源進行熱交換的反應介質，鍋體必須能夠被油脂充分浸潤，才能實現對食材均勻的加熱。
開鍋之後的鑄鐵鍋“親油疏水”，位元氟龍不粘鍋“疏油疏水”不知道高到哪裡去了，這也是江湖中傳言“不粘鍋不如大鐵鍋做菜好吃”的奧妙所在。
圖3。 （a）中華鑄鐵鍋開鍋過程。透過反覆幾次的“塗抹動物油-灼燒”過程，鐵鍋將被賦予親油疏水的特性，相比“疏油疏水”的不粘鍋，更容易實現對食材的均勻加熱；（b）經過450℃開鍋處理的鐵鍋與水的接觸角增至117。6°，實現疏水效果；（c）不同溫度的開鍋都能夠保證鐵鍋表面優秀的親油性。
到底是什麼賦予了生鐵鑄造的大鐵鍋如此神奇的效能？實地走訪“火鍋之都”重慶的眾多地溝油餐館，並在實驗室進行模擬開鍋之後，魏子棟教授和李存璞副教授等人最終從奈米科學角度揭示了“開鍋”過程中所謂的“食神祝福”的微觀真相，於今年發表於國產英文刊Nano Materials Science
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。（詳見https：//www。sciencedirect。com/science/article/pii/S2589965120300416。）
二 微 觀
圖4。 （a）不同溫度進行開鍋之後的鐵鍋碎片照片。（b）-（e）新鍋與不同溫度下開鍋之後，鐵鍋碎片的SEM圖，其中450℃開鍋之後鐵表面出現了100 nm左右的奈米球，375℃和525℃則分別呈現褶皺狀與肥腸狀的形貌；（f）新鍋與不同溫度開鍋之後的鐵鍋碎片的XRD譜圖。
三 不 粘
四 機 理
五 未 來
儘管全氟骨架的不粘鍋已經暢銷至全世界，但由於其在生產與使用中所產生的環境、安全等問題日益顯著，人們對不粘鍋產生了越來越多的顧慮和質疑。然而勤勞勇敢的沙坪壩群眾從不擔心在夜市上吃到任何一口特氟龍碎片，畢竟有著幾千年歷史的中華鑄鐵鍋早已給了他們最深刻的文化自信。
“根本就沒有食神，或者說人人都是食神。”
Nano Materials Science
2019年3月創刊，重慶大學主辦，香港城市大學呂堅院士任主編，20個國家132名頂尖科學家任編委，其中院士17位，ScienceDirect全文開放獲取，旨在搭建奈米材料科學學術交流平臺，主要關注奈米結構材料和奈米功能材料的製備與加工、材料基因表徵、材料效能評價及應用，以及奈米器件的設計、製備、加工、評價及應用等方面最新研究成果，刊發成果已被50個國家及地區和135種SCIE期刊引用報道。
作 者 簡 介
魏子棟：
教育部長江學者特聘教授，重慶大學化學化工學院院長，“化工過程強化與反應國家地方聯合工程實驗室”主任，重慶市“新能源化工”創新團隊學術帶頭人。《化學學報》《化工學報》《物理化學學報》《催化學報》《化學通報》《電化學》《儲能科學與技術》《Electrochem Energy Review》《The Scientific World JOURNAL： Chemical Engineering》《Innovations in Corrosion and Materials Science》等期刊編委；國家自然科學基金委第十三、十四屆化學科學部專家評審組成員，中國化學會理事、電化學專業委員會委員、催化化學專業委員會委員，中國化工學會理事，中國電子學會電子電鍍專業委員會副主任委員，中國機械工程學會電鍍與精飾專業委員會副主任委員，中國科學院大連化物所兼職研究員，西安交通大學兼職教授，航天061基地“特種化學電源國家重點實驗室”、中國科學院大連化物所“燃料電池與氫源技術國家工程中心”、武漢理工大學“燃料電池湖北省重點實驗室”、華南理工大學“燃料電池技術廣東省重點實驗室”和西北大學“陝北能源先進化工利用技術教育部工程研究中心”學術委員會或技術委員會委員。E-mail：zdwei@cqu。edu。cn
李存璞：
河南開封人，1986年出生，重慶大學化學化工學院副教授，博士生導師。在清華大學化學系與核能與新能源技術研究院分別取得學士及博士學位。博士畢業後就職於重慶大學化學化工學院，主要從事低成本、高效能陰離子交換膜的設計與合成、鋰硫電池高效隔膜、金屬-空氣電池催化層的研究。以第一作者和通訊作者發表SCI論文10餘篇，主持國家自然科學基金與國防專案等多項。E-mail：lcp@cqu。edu。cn
參考文獻
［1］ Fritsch RM， Keusgen M。 Occurrence and taxonomic significance of cysteine sulphoxides in the genus Allium L。（Alliaceae）。 Phytochemistry， 2006， 67（11）： 1127-1135。https：//www。sciencedirect。com/science/article/pii/S0031942206001518
［2］ Gao CX， Yang N， Li CP， et al。 Seasoning Chinese cooking pans： The nanoscience behind the Kitchen God‘s blessing， Nano Materials Science， https：//doi。org/10。1016/j。nanoms。2020。06。001
［3］ Ishino C， Okumura K。 Wetting transitions on textured hydrophilic surfaces。 The European Physical Journal E， 2008， 25（4）： 415-424。https：//link。springer。com/content/pdf/10。1140/epje/i2007-10308-y。
［4］ Marmur A。 Wetting on hydrophobic rough surfaces： to be heterogeneous or not to be？。 Langmuir， 2003， 19（20）： 8343-8348。https：//pubs。acs。org/doi/abs/10。1021/la0344682
本文經授權轉載自微信公眾號“奈米人”，《返樸》發表時有二次修改和補充。