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　　来源：科普中国微信公众号

　　为什么店里的冰半天不化，家里的冰一会儿就化？里面加东西了？

　　为什么你冻的冰发白，买的冰却水晶般通透？

　　到了夏天，当你从冰箱里取出自制冰块丢进可乐杯，看着杯子里浮起一团白雾，心里有没有闪过一丝疑惑：明明都是水，凭什么外面卖的食用冰晶莹剔透，跟水晶一样？更让人好奇的是，有些奶茶店的冰块，饮料都快喝完了它还坚挺地留在杯子里，这难道是掺了什么不该有的东西吗？

　　除此之外，生活中我们还会发现其他关于冰的小问题，比如家用小制冰机做的冰好像化得特别快，而冰淇淋在冰箱里冻久了，就会“长出”冰碴子，口感变坏，这又是怎么回事呢？

　　这些问题看起来各不相干，但答案都会回到冰的物理结构上，而冰的物理结构又与结冰的过程密切相关，接下来咱们就详细说说。

　　买的冰透明又难化，是加了东西吗？

　　先回答为什么自家冻的冰泛白，买的冰却透亮？

　　答案藏就在结冰方式里。

　　水结冰时，溶解在水中的空气会因为温度降低、溶解度下降而析出，水中原本微量的矿物质、盐类等物质，也会在冰晶形成过程中被排挤到还没有结冰的水中。普通家用冰箱中，水结冰时冰从各个方向同时生长，析出的气泡和杂质来不及逃逸，最终被“锁”在冰块内部。同时，冻结也容易形成大量微小裂纹和结构缺陷。当光线穿过这些微小结构时，会发生散射，宏观上看，冰块就会呈现出白色浑浊的样子。

　　而那些看起来很透明，加在饮料里的冰则不一样，制冰时采用的是定向冻结的方式，让冰从一个方向缓慢生长，同时配合水流循环。冰层一层一层向前推进，未结冰的水不断流动，将析出的气泡和杂质带离结冰区域。最终形成的冰块内部气泡、裂纹等缺陷更少，光线能够更加顺畅地穿过，自然就呈现出水晶般的透明效果。

　　这种透明的冰，也正是很多饮品店所谓“慢融冰”的来源。所谓慢融冰，其实不是个科学术语，而是商业概念，这并不是给冰里加入了什么特殊成分，而是通过改变结冰过程，让冰内部更加均匀、缺陷更少，从而表现出更好的耐融性能。透明只是它最直观的外观特点，而融化更慢，则是这种内部结构带来的结果。

　　为什么这样的冰化得慢呢？

　　普通冰块内部存在较多气泡、裂纹和结构缺陷，在融化过程中更容易从内部破裂，产生更多与液体接触的表面，因此整体融化速度会更快，冰块也更容易快速崩解。而经过缓慢定向冻结形成的透明冰，内部结构更加均匀，融化通常会从外表面逐渐向内部推进，过程更加缓慢和平稳。所以，从原理上来说，一块看起来非常清澈的大冰块，通常也具备更好的耐融性能。

　　此外，融化速度与环境温度、空气流动以及是否搅动饮品等因素都有关系，但还有个因素也很重要，那就是形状，不同的形状影响冰的融化速度，也为赋予了冰不同的用途。比如市面上的食用冰有碎冰、方块冰、冰球等不同形态。差别在于比表面积，也就是单位体积对应的表面积，在相同环境下，接触面积越大，单位时间内热量交换就越多。

　　碎冰比表面积最大，降温最快但化得也最快，适合快速冰镇和制作冰沙。方块冰兼顾降温和耐融，奶茶店和调酒中最常见。冰球比表面积最小，融化最慢，更不容易稀释饮料，很多人纯饮烈酒时喜欢在杯子里加个晶莹剔透的冰球，就是这个道理。

　　家用冰箱能做出专业透明冰吗？

　　既然知道了原理，那么问题来了：既然透明又不容易化的冰根本不用加什么“秘方”，那家里冰箱能冻出来吗？

　　答案有点遗憾——别说家用冰箱了，普通家用制冰机也很难做到。

　　因为制作透明冰需要两个关键条件。一是稳定的温度梯度，也就是让冰沿着固定方向逐渐生长；二是持续的水流循环，让析出的气泡和杂质能够及时离开结冰区域。而这两点，普通冰箱都无法实现。现在家庭中常见的风冷冰箱是通过冷空气循环降温，冰格中的水会从四周同时冻结，结冰会朝向四面八方。而且水处于静止状态，气泡和杂质没有机会逃逸，最终会被封存在冰块内部。于是我们就得到了一块浑浊又化得快的冰。

　　当然，我们也有办法让冰更美观一点，比如使用纯净水、烧开后冷却再制冰，确实可以减少气泡和杂质带来的影响，让冰块更透明一些。现在也有一些专门设计的透明冰冰格，通过增加保温材料，让冰尽可能从一个方向逐渐冻结。这种方法能够改善冰块外观，但由于缺少持续水流循环，效果仍然无法达到专业设备的水平。总之，靠家里的冰箱做出真正通透、内部缺陷很少的大块透明冰还是有一定难度的。