科學(xué)家解開不同溫度下尖尖的液滴形成的原因

　　某種類型的油滴在冷卻和收縮時(shí)會(huì)改變形狀：從球形到二十面體再到扁平六邊形。兩種相互競(jìng)爭(zhēng)的理論無法完全解釋這一點(diǎn)，但是現(xiàn)在，Ireth García-Aguilar和Luca Giomi的《物理評(píng)論》雜志解開了這個(gè)謎團(tuán)。

　　這是一個(gè)意外的發(fā)現(xiàn)。索非亞大學(xué)的保加利亞研究人員正在研究水中的烷烴小油滴，研究人員用類似肥皂的表面活性劑分子對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定，這與蛋黃醬中的乳狀液滴相似，它們還被包裹在烷烴分子和表面活性劑的冷凍單層中。

　　當(dāng)研究人員擺弄它們時(shí)，意識(shí)到有一些特別的事情正在發(fā)生。當(dāng)溫度降低時(shí)，液滴從普通的球形轉(zhuǎn)變?yōu)槠婀值?、類似水晶的二十面體形狀，而在更低的溫度下，它們變成了四邊的菱形或六邊形，在角落里有越來越多的觸角。

　　大約在同一時(shí)間，這封信的共同作者Eli Sloutskin領(lǐng)導(dǎo)的以色列巴伊蘭大學(xué)的另一個(gè)小組進(jìn)行了類似的觀察，并進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到，與大液滴相比，小液滴更容易改變其形狀。

　　這很有啟發(fā)性，我們可以用物品的彈性現(xiàn)象來解釋它，大的片狀物體彈性會(huì)比小的更軟，更容易彎曲，人們可以通過拿著一張紙的一面來驗(yàn)證這一點(diǎn)：一張A4紙?jiān)谧约旱闹亓肯聲?huì)立即彎曲，但一張較小的紙，如郵票，會(huì)保持筆直。紙張?jiān)酱?，它所?jīng)歷的扭矩越大，就越容易彎曲"。

　　索菲亞大學(xué)的研究小組本身提出了一個(gè)理論，即表面活性劑層下面的一個(gè)特殊的薄層導(dǎo)致了邊緣的出現(xiàn)。但是后來，Sloutskin實(shí)驗(yàn)室的詳細(xì)顯微鏡圖像，并沒有看到這樣一個(gè)層。為了解釋形狀轉(zhuǎn)換以及反常的尺寸依賴性，萊頓物理學(xué)家不得不在他們的模型中加入四個(gè)不同的成分：表面張力、重力、缺陷和自發(fā)曲率。后者是形成固體層的分子形狀的一種影響，當(dāng)長(zhǎng)的分子像火柴一樣堆在盒子里時(shí)，界面是平的，但是當(dāng)分子的一個(gè)端點(diǎn)比另一個(gè)端點(diǎn)更胖時(shí)，產(chǎn)生的膜可能會(huì)出現(xiàn)曲率。

　　雖然缺陷和重力傾向于使液滴彎曲，但表面張力傾向于恢復(fù)球形形狀。但是，在自發(fā)曲率存在的情況下，隨著液滴變小，這種效應(yīng)變得更弱，從而使小液滴容易出現(xiàn)切面。研究人員在《物理評(píng)論快報(bào)》的一篇論文中寫道，這解釋了這種神秘的行為。然而，還有一個(gè)現(xiàn)象暫時(shí)無法解釋，那就是在最低溫度下形成的奇怪觸角。