Có lẽ ai cũng nhận thấy nhiều bình sữa ở Mỹ có một đặc điểm thiết kế kỳ lạ: một hình tròn lõm hoặc hình tròn ngược, ở một bên. Vết lõm tưởng chừng đơn giản này không phải cho đẹp mắt, mà nó là một sản phẩm kỹ thuật thông minh, phục vụ nhiều mục đích quan trọng, chủ yếu liên quan đến các đặc tính vật lý của chất lỏng và những thách thức của việc đóng gói. Thiết kế này cho thấy ngay cả những vật dụng hằng ngày nhất cũng có những đặc điểm được tính toán kỹ lưỡng.
Phản ứng với sự thay đổi áp suất
Chức năng chính của hình tròn ngược là hoạt động như một van giảm áp. Chất lỏng, như sữa, rất nhạy cảm với những thay đổi về áp suất và nhiệt độ. Vết lõm tạo ra một lớp đệm quan trọng chống lại những biến động này. Hãy tưởng tượng nó giống như một chiếc đàn accordion hoặc một lò xo tích hợp sẵn.
Khi một bình sữa đầy tiếp xúc với nhiệt độ ấm, chất lỏng bên trong sẽ nở ra. Sự nở ra này làm tăng áp suất bên trong, khiến bình chứa cứng bị vỡ tại những điểm yếu nhất, chẳng hạn như đường nối hoặc nắp. Vòng tròn lõm được thiết kế để uốn cong ra ngoài, dung nạp áp suất này và ngăn bình chứa bị vỡ.
Ngược lại, khi bình được làm lạnh, sữa sẽ co lại, tạo ra một khoảng chân không nhỏ. Vết lõm sau đó cong vào trong, duy trì tính toàn vẹn của cấu trúc bình. Điều này đặc biệt hữu ích đối với sữa, loại thực phẩm thường được bảo quản trong tủ lạnh và có nguy cơ bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình vận chuyển.
Tăng cường độ bền và ngăn ngừa vỡ
Ngoài khả năng giãn nở do nhiệt độ, vết lõm còn cải thiện đáng kể độ bền của bình trước các tác động vật lý. Nếu bạn thả rơi một gallon sữa với thành bình hoàn toàn phẳng và cứng, lực va chạm sẽ khiến chất lỏng bên trong giãn nở đột ngột và mạnh mẽ. Áp suất tăng đột ngột này không thể thoát ra ngoài, dẫn đến vỡ bình nghiêm trọng. Tuy nhiên, hình tròn ngược lại tạo ra một điểm linh hoạt. Khi va chạm, vết lõm sẽ cong ra ngoài, tạo điều kiện cho sữa giãn nở và hấp thụ lực va chạm. Vết lõm này giúp phân tán lực tác động và giảm đáng kể nguy cơ bình bị vỡ và đổ ra ngoài.
Tính năng đơn giản này là một ứng dụng tuyệt vời của vật lý, biến điểm yếu tiềm ẩn thành điểm mạnh. Vết lõm về cơ bản làm cho bình trở nên linh hoạt, và do đó, trở nên bền bỉ. Nếu không có nó, bình sữa sẽ bị mỏng manh, dễ vỡ chỉ vì một cú rơi nhẹ hoặc một cú va chạm nhẹ.
Thích ứng với sự tích tụ khí
Sữa không phải chất lỏng hoàn toàn tĩnh. Theo thời gian, và khi gần đến hạn sử dụng, các vi sinh vật vô hại vốn có trong sữa sẽ thải ra khí. Khi các khí này tích tụ, áp suất bên trong bình sẽ tăng lên. Quá trình này, lên men, chính là nguyên nhân khiến sữa bị chua. Vết lõm linh hoạt hoạt động như một cơ chế an toàn, mở rộng ra bên ngoài để chứa khí tích tụ này. Điều này ngăn không cho bình bị áp suất quá mức, dẫn đến tình trạng sữa tung toé ra, không mấy dễ chịu khi bạn mở nắp. Theo một nghĩa nào đó, vết lõm trên bình sữa là một hệ thống cảnh báo tinh tế, vì nếu vòng tròn phồng ra đáng kể, đó là dấu hiệu tốt cho thấy sữa đang bắt đầu hỏng và nên được sử dụng hoặc bỏ đi.
Đặc điểm này cũng giúp bình sữa an toàn khi đông lạnh. Khi các chất lỏng gốc nước như sữa đông lại, các phân tử trong sữa sẽ lan ra và chất lỏng sẽ giãn nở. Đây là lý do tại sao việc đông lạnh một lon nước ngọt hoặc một chai nước trái cây thủy tinh gần như chắc chắn sẽ dẫn đến vỡ bình. Vòng tròn ngược trên bình sữa giúp điều chỉnh sự giãn nở này, cho phép bạn bảo quản sữa trực tiếp trong tủ đông mà không sợ bình bị vỡ. Đây được xem như một giải pháp tiện lợi và hiệu quả để bảo quản sữa lâu dài.
Sự khác biệt toàn cầu về bao bì đựng sữa
Mặc dù bình nhựa có vết lõm là hình ảnh quen thuộc ở Hoa Kỳ, nhưng bao bì sữa lại rất đa dạng trên toàn thế giới. Ví dụ, ở Canada, một lựa chọn thay thế phổ biến và thân thiện với môi trường hơn là túi nhựa đựng sữa. Phương pháp này trở nên phổ biến sau khi đất nước chuyển sang hệ mét, vì việc đóng gói 1.33 liter sữa trong ba túi bốn liter dễ dàng hơn so với bình đựng truyền thống. Những túi này không chỉ ít vỡ hơn thủy tinh mà còn chiếm ít diện tích của bãi rác. Ở các nơi khác trên thế giới, sữa được bán trong hộp các tông, chai thủy tinh hoặc túi chuyên dụng, mỗi loại đều có ưu và nhược điểm riêng về chi phí, độ bền và tác động đến môi trường.
Do đó, thiết kế của hộp đựng sữa là sản phẩm của nhiều yếu tố, như chuẩn mực văn hóa, bối cảnh lịch sử và những hạn chế về kinh tế và vật chất của một khu vực nhất định.
(theo Mentalfloss)
