如何为糖果裹上一层漂亮又甜美的巧克力外壳？早在400年前，甜点师们就想出了一个十分简单有效的方法：他们将熔化的巧克力直接浇在糖果、点心上，任由它们慢慢流淌、凝固，最终就留下了一层光洁的巧克力外壳。咬开这些巧克力夹心糖的外壳还会发现，这样“自然生长”的外壳不仅外表平滑，厚度其实还相当均匀。
这种简单又迷人的手段已经在厨房里存在了很久，但却很少有人将它和科学联系起来。
巧克力外壳的厚度是被什么决定的，如何做出满足不同需求的外壳？巧克力师们虽然经验丰富，但却也说不清楚其中的影响因素。而现在，麻省理工学院的佩德罗·雷斯（P. M. Reis）和他的同事们研究起了巧克力外壳背后的物理学。它们为“浇出”外壳的过程建立起了物理模型，这个公式适用于多种材料，而且还为各种聚合物“外壳”的制造提供了新思路。
他们的研究结果发表在今年4月的《自然·通讯》（Nature Communications）期刊上。
做一盘聚合物“夹心糖”把巧克力搬进物理试验室听起来十分诱人，不过为了方便操控，研究者们还是选择了弹性聚合物硅橡胶（乙烯基聚硅氧烷和聚二甲基硅氧烷）来浇筑外壳。这些硅橡胶原料在发生聚合之前，室温下呈现粘稠的流体状态，而在固化剂的作用下，原料发生化学反应，产生交联变成固体，就会像巧克力壳一样发生凝固。
他们使用简单的倾倒法，将与固化剂配好的聚合物原料直接倒在半球或球形的模具（如金属球）上，通过改变各种动力学因素，包括聚合物的物理性能、模具尺寸、流体速度、以及聚合物固化的时间等，制作出大小不一、厚度不同的聚合物外壳，这些马卡龙色的“浇汁”外壳看起来似乎也相当美味。等聚合物外壳固化成型之后，他们就把外壳切开，从模具上剥离下来，用光学显微镜观察外壳质量，并测量了外壳的厚度。
外壳的厚度，由谁决定？
结果，研究者们发现，单是简单地倾倒就足以形成相当均匀的聚合物外壳。这层外壳的厚度与原料的用量以及倾倒的高度并无关联，真正影响它的则是原料的物理性质与模具的大小。研究发现，流体粘度、模具尺寸与最终厚度成正比；而流体密度、重力加速度、以及固化时间与最终厚度成反比。这也就是说，当采用大模具、高粘度原料时，聚合物包裹模具花费的时间更长、流动更慢，因而最终形成的外壳也就越厚。
而如果流动快、固化慢，多出来的材料就会从模具上流走，形成的外壳也就比较薄了。
得到了“浇汁”外壳的公式，吃货的好奇心得到满足，我们也可以改进巧克力糖的食谱了。不过，做这项研究的意义当然不止于此。研究者们表示，倾倒“浇汁”实际上为材料加工提供了一种新的思路。用“浇汁”来给不同的产品加上所需的外壳，这种方法操作起来非常简单，不需要任何特殊设备，而且效果还相当不错。
通过控制聚合物的固化时间，研究者们也实现了对外壳厚度的控制。这样的外壳包裹技术，在小到药物胶囊，大到飞机火箭上都能找到应用潜力。目前，这项研究只涉及了圆形外壳。为了更好地满足实际所需，未来研究人员还将对椭圆形以及其它外形的外壳进行研究验证。将来，这种历史悠久的甜点技艺或许还能走进更多领域当中。