为什么店里的冰半天不化，家里的冰一会儿就化？

　　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。

　　此外还有安全问题。家用冰箱常常与生肉、熟食等食品混放，如果冰格没有盖子，冰块容易吸附异味，也存在微生物交叉污染的风险。因此，家庭制冰时最好使用带盖冰盒，保持冰格清洁，并使用符合卫生要求的饮用水。

　　那家用制冰机行吗？

　　很多购买过桌面制冰机的人都有同样的感受：机器做出来的冰，化得往往比冰箱冻的还快。

　　这是因为家用制冰机的目标通常是“快速制冰”，而不是制造透明冰。这类设备通常通过快速降低冰模温度，或者让水流经过低温表面，让冰块在较短时间内形成。这样的方式效率很高，但快速冻结也更容易将微小气泡和结构缺陷封存在冰块内部，使冰块内部不够均匀。因此，这类冰块虽然制作速度快，但耐融性能通常不如缓慢定向冻结形成的透明冰。

　　真正用于制作透明冰的商用设备，并不追求最快速度，而是通过更慢的冻结速率、精确控温和持续水循环，让冰块逐渐生长，减少内部气泡和裂纹，最终形成更加清澈、稳定的冰块。不过这种设备往往既贵又很占地方，家里用不合适。

　　如何挑选食用冰？

　　如何识别回炉冰？

　　既然家里冻有点麻烦，那买现成的冰就是个不错的选择。选购预包装食用冰时，有三个直观的判断维度。一看包装标识清晰，具备食品生产相关资质信息与保质期。二看外观，透明度高、棱角完整分明、没有大量白雾与细碎杂质。三看融化后水质清澈、无异味。

　　首先，要注意不要用工业冰当食用冰来用，它们的核心差异在于标准。

　　食用冰必须使用符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2022)的水源，生产环境、消杀流程严格遵循食品安全国家标准，用于入口饮品、食材保鲜。工业冰不要求符合食品卫生标准，只用于工程降温、物料冷链保鲜等非食用场景。两者标准完全不同，这条红线不能碰，绝不能用工业冰替代食用冰食用。

　　此外，反复化冻再冻结的“回炉冰”有四个典型特征：棱角变圆钝、表面粗糙布满裂纹、整体发白不透亮、冰块互相粘连结块。化开后若出现悬浮物或絮状物，说明微生物风险已显著升高，千万别买。最后再提醒一句：冰块透不透亮跟卫不卫生是两回事，安全性取决于水源和生产标准，不是看外观。

　　其实不光是反复化冻再冻结，光是温度频繁波动就能影响冰的性质，这里举个冰淇淋的例子。

　　香香软软的冰淇淋在冰箱里放久了，明明还在保质期内，却会变得满是冰碴，吃起来沙沙硌牙，口感大打折扣？根源是冰淇淋最大的天敌，温度波动。

　　冰淇淋是脂肪球、糖液、冰晶、空气泡的复杂混合体系，冰晶理想尺寸在几十微米以下才细腻顺滑。当冰箱频繁开关、温度波动时，小冰晶局部融化，融水通过基质扩散到大冰晶处重新冻结，这叫奥斯特瓦尔德熟化。最终形成咬得到的粗大冰碴。

　　如果只是冰碴多，但全程保持冷冻、包装完好且无异常变质，一般仍可食用，只是口感差了。但如果曾完全融化后再冷冻，即便没过保质期也不建议食用。因此保存冰淇淋记住这些要点：-18℃ 及更低的稳定温度、放冷冻室靠里位置、吃多少挖多少别反复化冻，开封后用保鲜膜贴紧表面再盖盖子，就能减少冰碴。

　　看到这里，想必你已经了解，看起来普普通通的一块冰，其实并不是简单地把水冻住。冻结的过程，决定了它最后是晶莹剔透，还是白雾蒙蒙；是很快化成一杯水，还是能在饮料中保持更久。

　　一杯饮料里的冰块里，其实藏着结晶过程、热量传递和材料结构这些看不见的物理规律。下次看到饮料里的冰时，也许可以把它捞出来看看是透明还是浑浊，多想一秒：它曾经经历过怎样的冻结过程，才变成现在的模样。

　　策划制作

　　作者丨刘玉柱 南京信息工程大学物理学教授  博导 江苏省科普作家协会常务理事

　　审核丨孙明轩 上海工程技术大学教授、中国科普作家协会会员

　　阮光锋 科信食品与健康信息交流中心副主任 中华预防医学会健康传播分会委员

　　策划丨丁崝

　　责编丨丁崝

　　来源：“科普中国”微信公众号