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油和水為什么能混合形成乳濁液?

來源:前瞻網(wǎng) 瀏覽 903 次 發(fā)布時(shí)間:2022-09-09

常規(guī)狀態(tài)下,油和水無法混合。這是因?yàn)椋陀偷姆肿咏Y(jié)構(gòu)差別很大,油是非極性的,水是極性的,不符合“相似相溶定律”。但是,如果將二者置于超聲波環(huán)境下,油能以小液滴的形式分散在水中,形成乳濁液。該乳濁液能穩(wěn)定存在數(shù)周至數(shù)月,但是這種現(xiàn)象背后的機(jī)制尚不明確。

近日,一項(xiàng)由瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院進(jìn)行的研究表明,油—水界面處的電荷分布是形成乳濁液的關(guān)鍵。


研究人員將兩束超短激光耦合在混合物中的油滴附近,產(chǎn)生的散射光子具有兩個(gè)入射光子的能量總和,反映出了油—水界面化學(xué)鍵的振動(dòng)。通常來說,水分子通過氫鍵與鄰近的水分子發(fā)生電荷交換,但油—水界面處的水分子通過這一方式形成氫鍵,其不平衡的電荷只能通過水—油相互作用(反常氫鍵)轉(zhuǎn)移給油分子。


研究人員還發(fā)現(xiàn),在分子尺度上,油—水界面與涉及蛋白質(zhì)折疊或生物膜形成的界面有很強(qiáng)的相似性。


該研究論文題為“Charge transfer across C–H???O hydrogen bonds stabilizes oil droplets in water”,已發(fā)表在《科學(xué)》期刊上。