◎北京科学中心

不知道大家有没有注意过，所有汽水瓶的底部都是五瓣花的形状？有人说，这是为了少装点饮料，或者是为了形状好看。然而，事实并非如此简单。

追溯汽水瓶的历史，我们发现，早期的汽水瓶是玻璃材质，采用平底设计。然而，使用过程中发现平底的瓶子特别容易倒塌，不仅不稳定，而且倒塌时振荡的瓶身还容易使碳酸气泡逸出。

为了解决这些问题，设计师们开始尝试不同的底部形状。

在1978年，世界第一次出现PET材质的可回收塑料瓶子，底部采用五瓣花形设计。时至今日，五瓣花形底部的塑料瓶包装汽水仍然畅销全国，这种设计也被证明了是最理想的选择。

为什么五瓣花形的瓶底更好呢？

从化学角度来看，碳酸饮料中溶解的二氧化碳极不稳定，在经过外部摇晃或明显的温度变化时，二氧化碳气体会大量逸出，从而造成密闭的饮料瓶内气体体积剧烈增大，对瓶身产生巨大压力。

另外，只要你细心观察就一定会发现，塑料包装的汽水瓶瓶底通常印刷有“PET”的材料标注。与玻璃材料相比，PET材料硬度很低，受强压会更容易发生破裂或爆炸，有很大的安全隐患。所以瓶内压力要通过凹入式设计和拉长筋结构在瓶底分散平衡。

根据物理公式F=PS，五个凸起的结构可以将外部施加的压力（F）分散到更大的表面积（S）上，从而降低了单位面积上的压强（P），减轻了瓶底的压力负荷，使得汽水瓶在外力搬运或者人为摇晃时可以更加稳定，不容易爆瓶或者漏气，从而延长汽水的保质期。

并且塑料瓶就算是在寒冷的冬季横跨南北，运输过程中温差巨大的情况下也不会影响瓶身的坚固。

当然，五瓣花形的底座从力学角度上分析也能看出具有更稳定的放置效果。我们在数学课上一定学过“三角形具有稳定性”，五瓣花状底部的凹槽就形成了一个个向内凹的三角形结构，从而使瓶身更加稳固，减少意外滑动或倾倒的可能性。

在货物运输时，这样的特点更是给运输工作人员带来了极大的便利，大量货物在运输时可以保持稳固不坍塌，保证了安全。

当然，美观效果占有一少部分的因素，但是为了少装点饮料就纯属是无稽之谈了。因为每一种饮料都有特定规格的容量，商家在灌装的时候必须严格控制在国家规定的标准误差范围内，绝对不会因为瓶底的凹陷就会偷工减料的。况且五瓣花形的瓶底还增加了瓶身的表面积，比起平底设计的瓶子应该是有了更高的生产成本，而不是缩减生产成本。

不同包装口感不同

除了塑料瓶包装的汽水，生活中我们也经常能见到易拉罐包装的听装汽水。碳酸饮料的忠实爱好者应该会发现这样一个问题：听装汽水要比塑料瓶装汽水喝起来气更足一些。为什么不同的包装会产生不同的口感？

要回答这个疑问，可以从封闭方式来解释。

玻璃（主要为二氧化硅）的分子结构最为稳定，质地非常紧密，纵使二氧化碳分子身形微小，也很难穿越重重阻碍逃逸出去，喝到嘴里的“气儿”最足；易拉罐的基本材质是金属铝，密封性也很不错，能在较长的存储时间内维持碳酸饮料的含气量，保持饮用时气泡在舌头上炸裂的刺激感；塑料瓶的PET材料实际上是聚对苯二甲酸乙醇酯，这是一种高分子材料，它的分子是一个巨大且复杂的网状结构，所以气密性比前两者更差。

当然，刚出厂的两种包装味道差异不大，但是存放时间越久，三者的含气量差距就会不断拉大，自然喝起来感觉不一样。

总之，汽水瓶底部选择五瓣花形状既满足了功能性需求，还兼顾了美感、安全性和便利性等多个方面的考量。

（文章源自微信公众号数字北京科学中心）

编辑/王静