听说这种既饱腹又能减肥的东西，就藏在你家的不粘锅上！

人类为了减肥，已经卷到不行了，什么没说都是零卡，都开始自己骗自己了o(╥﹏╥)o

不过，这可不是小编瞎说，这是今年9月18日颁发的第35个第一届搞笑诺贝尔奖的化学奖！

由于津巴布韦币价格暴涨，主办方买不起了，只能用一条湿巾代替，属于是实用性暴增

现在大家都在追求零糖零卡零热量的食物，如果能够找到一种既能够满足食物的饱腹感和质量，同时能够是零卡路里的食品，那是最好不过的！

这还真让他们找到了，由罗特姆·纳夫塔洛维奇 (Rotem Naftalovich)、丹尼尔·纳夫塔洛维奇 (Daniel Naftalovich) 和弗兰克·格林威 (Frank Greenway)组成的团队，将目光投向了聚四氟乙烯（PTFE）——即我们熟知的“特氟龙”，没错就是咱们平时不粘锅上面用的涂层材料。

这听起来似乎非常不可思议？！研究人员用了许多的实验来证明特氟龙的安全性，他们还给出了上世纪60年代的案例，美国杜邦公司曾经连续90天给小鼠喂浓度高达25%的特氟龙拌饭，发现小鼠没有出现中毒的情况！

在研究中，作者引用了20 世纪 60 年代杜邦 Haskell 实验室的实验结果

并且，这种材料已经被应用在了生活中的许多方面——包括实验室使用的特氟龙涂层搅拌棒、膀胱导管和妇科植入物等医疗器械上的涂层，以及用于体外受精的导管。

他们坚持认为特氟龙惰性、耐热、不耐胃酸、无味且经济实惠，并且给出了推荐的食谱比例——食物和特氟龙粉末的比例是3：1。

遗憾的是，这项充满创意的化学应用未能走入市场。美国食品药品监督管理局（FDA）因概念特殊性未批准其食品添加剂用途。

不过小编在想，为啥这薄薄的一层涂层不仅能够实现不粘锅的功能，同时还能够饱腹又减肥呢？下面就和小编一块来看看不粘锅涂层上的秘密吧~

不粘特性的秘密——低表面能

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要解释特氟龙涂层的不粘性，我们先来了解一下表面能。表面能是指材料表面所具有的额外能量，本质上讲它是指在形成新表面时需要克服并破坏分子间键合所耗费的能量。

想象一下当你在“拉开”某个材料时，需要断开其微观结构中原子或者分子之间的化学键，这时需要更多的能量。而根据能量守恒定律，这些断裂的化学键会使得暴露出的新表面具有比原本内部更高的能量。

根据能量最低原理，自由表面倾向于缩小面积、降低能量，因此材料中的原子更愿意待在内部而非停留在表面。内部的分子们发生相互作用，形成一个力学和能量的平衡态，整体稳定；表面的分子由于少了一部分分子间作用力，牵引力不对称，能量升高，趋于不稳定。也就是说，表面能就是将内部分子“拉”到材料表面所需的能量。

表面能常用单位是焦耳每平方米，在量纲上等同于液体表面张力（牛顿每米）

以水为例，当表面能较高时，表面分子断掉的化学键会和外来的水分子结合成键，来达到能量较低的状态，也就更容易被润湿和吸附；当表面能较低时，水分子内部之间的吸引力（内聚力）远大于表面分子对它的吸引力，所以水分子们决定“抱团”，缩成一个圆滚滚的水珠，以最小化与表面的接触面积，也就是我们常说的疏水现象。

超亲水性、亲水性、疏水性、超疏水性

而特氟龙这样的材料表面能很低，这正是不粘锅涂层特氟龙疏水的原理。至于疏水程度，是由液体—蒸汽界面与固体表面之间形成的接触角决定。特氟龙的接触角大约在105°左右，而在自然界中还有接触角大于150°（超疏水性）的水果——银杏和蓝莓。

特氟龙——一种经典疏水材料

不愧是银杏~

当然，低表面能也就意味着黏附性较差，涂层本身可能也不牢固。2023年，Gu等人就通过设计“蜂窝细胞”结构的涂层：每个基本单元由刚性的微观壳层和可释放的纳米种子组成。刚性壳层强度较高，可以保护涂层耐磨损；而纳米种子既可以充当基体和涂层间的“粘合剂”，同时它本身的表面能也很低。这就兼顾了低表面能与高耐久性，让涂层既防水防黏，又牢固持久。

蜂窝设计的示意图

虽然表面能和表面张力在量纲上等同，但是表面能描述的是一种热力学平衡性质，并不直接等同于表面张力。对于液体来说，液滴会因为表面张力的作用尽量收缩成球形以减小表面积。

而对固体来说，表面原子则是通过重排、弯曲晶格或者吸附空气中分子等方式来降低表面能，所以，固体新鲜暴露的表面在空气中往往会发生钝化来降低表面能，使得系统更加稳定。

总而言之，表面能体现了“表面”相对于材料“内部”多出的能量，它是驱使材料表面发生各种变化（如润湿、粘附、形貌变化等）的根本原因。

化学稳定性和低表面摩擦系数

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大家平时在使用不粘锅的时候应该就能够发现，不管咱们怎么添加油盐酱醋茶这些调料，对涂层几乎是零伤害的，这正是源自于它非凡的化学稳定性。

特氟龙的化学稳定性来源于它的化学结构，它的分子结构与常见的聚乙烯长得很像，只是其中的所有氢原子都被氟原子取代了，氟原子的电负性最强，碳氟键(C-F)结合力远超碳碳键(C-C)，极难被破坏。

四氟乙烯(TFE)聚合生成聚四氟乙烯

同时，从原子大小上看，氟原子的大小恰好能紧密地包裹住碳链，而由于氟原子极强的电负性，整个分子中的电子云被均匀地、紧密地固定在C-F键周围。这意味着整个分子的电子非常均匀。

由于以上两个因素的协同作用，使得特氟龙具有耐热耐寒、抗酸抗碱的功能，几乎不受任何化学溶剂的侵蚀：

1、氧化剂（如浓硫酸、王水）：大家都知道氧化反应过程中电子会被夺取，而碳原子所有的电子已经和氟原子成键，整个分子处于一种完全被氧化的稳定状态。因此，连能溶解黄金的“王水”也对它无可奈何。

2、酸和碱：酸和碱通常通过攻击分子中的特定活性基团（如羟基、氨基）来发生反应，而特氟龙的分子表面完全由性质均一、惰性的C-F键构成，没有可供酸或碱攻击的活性位点。

3、溶剂和溶胀：许多有机溶剂能溶解塑料，是因为它们能钻入高分子链之间，使其膨胀（溶胀）。但特氟龙的分子链被氟原子严密包裹，表面极其光滑且惰性，溶剂分子找不到任何“切入点”进行渗透。

特氟龙除了非凡的化学稳定性，还具有独特的力学性能，它的表面摩擦系数极低，这意味着它的表面非常“滑溜”，甚至以“飞檐走壁”著称的壁虎都抓不牢，如果用作涂层可以显著减少机械磨损和污渍的黏附。

当然，还要注意当温度超过260 ℃（烧肉的时候温度就在200 ℃~230 ℃）时，特氟龙的分子链会发生断裂，释放出有毒的氟化气体，并且摩擦系数急剧加深，会发生大面积脱落。因此，不粘锅不能够干烧！这也是近年来人们关注的“不粘锅涂层中毒”的很大一部分原因。

是真正的饱腹且“零卡”吗？

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由于特氟龙不粘性、化学惰性和低摩擦系数等特点，科学家们给出了所谓的“减肥食谱”——食物与特氟龙的比例为3：1，但是这真的可以实现真正的饱腹且零卡吗？

这几年人们越来越重视身体健康，“卡路里”、“控糖”、“轻食”等概念被大众所熟知。从物理的角度来说，卡路里是能量的单位，而我们时常谈到的卡路里，也就是热量，其定义为在1个大气压下，将1克水提升1摄氏度所需要的热量。

食物中的卡路里含量是该食品产生多少潜在能量的量度标准，我们身体所需的热量都来自于食物，吃东西时，人体新陈代谢的化学作用把食物分解，转化成能量。

与我们熟知的“零卡糖”不同，零卡糖（如赤藓糖醇）是因为人体中没有分解它们的酶，导致无法被身体吸收，因而实现零卡。而特氟龙因为它的低表面能和化学稳定性，不与其他分子接触，也不会被身体里的酶分解，这样特氟龙也不会释放任何能量，从而达到零卡的目的。

零卡糖：我们不一样~

那我们平时是怎么产生饱腹感的呢？在干饭过程中，我们会逐渐感到饱足，这与肠胃的物理反应及激素的作用密切相关：

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胃的扩张：当我们摄入足量的食物时，胃黏膜的神经末梢会立即感知到食物体积和压力，通过迷走神经向大脑发送“饱腹”的信号。

瘦素：瘦素在饱腹感的形成中扮演重要角色。脂肪组织分泌瘦素，当瘦素水平上升时，饱腹感增强，大脑感到满足。

胰岛素：进食后，胰腺分泌胰岛素来处理血糖，同时也向大脑传递出“食物已摄入”的信号。

但是，由于特氟龙不被吸收，因而瘦素和胰岛素的作用没有被发挥，相当于只有物理饱腹感，但是没有任何的物质摄入，这种矛盾会导致强烈的饥饿感卷土重来，甚至可能让你在下一顿吃得更多。这就像你喝下一大瓶零卡可乐，虽然胃里都是水，但很快就会又饿了一样。

而且特氟龙可以以粉末形式稳定存在，但是因为低表面能，它不易和其他食物接触，很难均匀分布在食物中，它更可能结成讨厌的小团块，口感会非常糟糕，甚至可能带来吞咽风险，这破坏了作为食物的最基本前提。并且这种小团块如果大量且长期摄入身体，也可能会在肠胃中存在堆积的情况。

就像在吃轻食的我~

所以，其实我们一通分析下来发现，用特氟龙减肥确实有些搞笑了...

不过，正如搞笑诺贝尔奖一向以来的宗旨：先让人发笑，继而令人深思，尽管这个研究最终不太可取，该研究仍为肥胖干预的化学解决方案提供了新思路——如何通过惰性材料的化学特性调节饮食体验，值得进一步探索。

参考文献：

[1]https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/1932296815626726.

[2]Gu W, Li W, Zhang Y, et al. Ultra-durable superhydrophobic cellular coatings[J]. Nature communications, 2023, 14(1): 5953.

[3]周华,秦然,徐金朋,等.从固体表面物理原理探讨液体表面张力的微观机制[J].大学物理,2025,44(03):24-28.

[4]吕显成,孙航,曹磊,等.使用温度对特氟龙食品接触用不粘涂层摩擦学性能的影响[J].表面技术,2020,49(03):155-161.