北京
薯片如何延缓变质，到波浪形、马鞍形的独特设计，薯片里藏着满满有趣的科学，一起来揭开薯片背后的奥秘！
为了 “陪” 我们更久，包装袋里藏着化学小心机
为了使薯片在长途运输中不受潮软化，用蜡密封的桶装薯片应运而生。但是这种包装十分笨重，且无法满足长期保存的需要。
随着化学的普及，人们认识到，使薯片变质的主要物质是氧气。这是由氧原子的核外电子数目决定的，氧原子核外有8个携带负电的电子。
原子核外电子按照s轨道、p轨道、d轨道、f轨道（原子核外面的电子轨道从内到外分别叫作s、p、d、f）的顺序依次填充。根据能量最低原理，当轨道填充满时，化学性质相对稳定；当轨道不满时，则会倾向于丢弃或者俘获电子，以使最外层轨道填充至满额（8个）。
氧气分子由2个氧原子组成，氧原子最外层只有6个电子，所以2个氧原子将会共用2个电子，以组成共价键的方式达到外层有8个电子。但是这种共价键相对脆弱，很容易断开。断开的氧原子会与薯片上的有机物结合，发生化学反应，使其变质。
为了解决这一问题，薯片生产商选择在包装中充入化学性质相对稳定的氮气，从而避免薯片氧化变质。
同样是薯片，波浪款、马鞍形为什么风靡？
薄如纸的薯片是非常“脆弱”的。能否运用科学手段，使薯片变得“壮实”呢？
波浪形薯片比其他形状的薯片厚，所以它相对更为“坚固”。不过，仅仅是厚还不够。
在材料力学中，常使用“截面惯性矩”这个概念来描述一个物体抗弯曲的能力。截面惯性矩与物体的表面积大小密切相关。波浪形的结构，增大了薯片的表面积，其截面惯性矩也大大提高。因此，波浪形薯片抵抗弯曲折断的能力更强。
而另外一种马鞍形薯片则是借鉴了建筑学中的结构——双曲抛物面。双曲抛物面是一条凸起的抛物线沿着一条凹陷的抛物线移动形成的面。
研究表明，双曲抛物面在受到从上向下的均匀压力时，它的受力沿着凸起的抛物线方向传递，而在凹陷的抛物线方向上受力较小。
这就意味着，压力不是集中在某一“点”或者“线”上，而是均匀地分散到整个双曲抛物面上。当每一个部分受力都不超过它能承受的限度时，就能很好地避免因受外力导致的碎裂。
小小的薯片中渗透着化学、力学、建筑学等众多科学知识。而一块意外走红的蓝色薯片，让我们重新留意平日里习以为常的零食。你更喜欢波浪薯片还是马鞍形薯片？你还遇到过哪些食物出现奇怪变色的情况？评论区一起聊聊！
责任编辑｜赵青云 原飞燕
运营编辑｜赵青云 赖念汝（实习）
质量审核 | 李雅欣 原飞燕
图文来源 | 《知识就是力量》杂志《小薯片中的大科学》，撰文/史金阳，原文有删改，原创作品转载请注明来源。
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