这种奇异的变形液体扭曲了热力学定律

一个由磁化颗粒薄薄的皮肤隔开的油和水容器引起了化学工程师团队的兴趣，他们采用了意想不到的“希腊瓮”形状激动时。

“我想'这是什么东西？'”马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究生 Anthony Raykh召回，在做了所有化学学生都喜欢做的事情之后，混合具有有趣特性的材料，看看会发生什么。

“所以，我在高分子科学与工程系的大厅里来回走动，敲我的教授们的门，问他们是否知道发生了什么。”

对材料的分析表明，微小磁珠之间的相互作用与不混溶液体之间的表面张力一起作用，将混合物拉向热力学如果不是因为一点磁性，通常会禁止。

虽然这一发现没有明显的应用，但至少目前是这样，这种混合物的不寻常形状及其对外部磁场的响应可能会为未来的研究人员和工程师提供一种新的技巧来调整其乳液的结构特性。

油和水不是最好的朋友。你可以随心所欲地组合和摇晃——迟早，两者会分道扬镳，根据能量的热力学流动与分子键的吸引和排斥而重组成不同的层次。

正如任何崭露头角的主厨都知道的那样，有一些方法可以将脂溶性和水溶性液体混合更长时间。乳化 剂，例如蛋黄中的卵磷脂，可以作为化学外交官，将材料粘合成与您最喜欢的沙拉酱一样令人满意的光滑和一致的混合物。

皮克林乳液遵循一种稳定混合物的方法，在两个相之间插入一层薄薄的皮肤，将至少一种液体打碎成微小的气泡，这些气泡可以通过另一种液体更一致地分散。

从技术上讲，Raykh 的实验室沙拉酱遵循了皮克林乳液的规则，含有自来水和微极性有机溶剂以及少量磁化镍颗粒，大约 5 到 15微米和 20 纳米在大小上。

镍颗粒分散在水中，上升到表面，在有机溶剂界面下方以二维“皮肤”的形式连接，就像皮克林乳化剂在水性液体和油之间所做的那样。摇晃混合物应导致三种材料的悬浮液像蛋黄酱一样均匀。

只是事实并非如此。磁性粒子在液体热力学决定的张力下被拉入支链网中，在平衡状态下将整个混合物拉成不平衡的沙漏状结构。

在显微镜下观察和对所涉及的力进行建模的计算机模拟，清楚地展示了产生不寻常形状所涉及的复杂磁相互作用组合，从而防止了乳化的发生。使用磁铁，研究人员可以变形边界并修改骨灰盒的形状。

“当你非常仔细地观察形成水和油之间边界的磁化镍的各个纳米颗粒时，你可以获得关于不同形式如何组装的极其详细的信息。”说聚合物科学家大卫·霍格兰。

“在这种情况下，颗粒被磁化得足够强，以至于它们的组装会干扰热力学定律所描述的乳化过程。”

这项研究发表在自然物理学.

宝宝起名 起名