研究人員在實驗室利用"茴香酒效應"制造出微型油滴。

德國科學家首次成功記錄了微觀油滴在流動液體中懸停甚至逆流而上的現(xiàn)象，這違背了典型的流體行為規(guī)律。達姆施塔特工業(yè)大學研究團隊通過顯微鏡捕捉到的這種驚人現(xiàn)象，揭示了一種前所未有的流體力學原理。

該研究由達姆施塔特工業(yè)大學博士生、論文第一作者斯蒂芬·比斯萬格領銜。團隊認為這項發(fā)現(xiàn)對過程工程、分析化學和微流體技術領域具有重要意義。比斯萬格解釋道："液滴靜止懸浮甚至逆流運動的現(xiàn)象此前不為人知，我們首次對此進行了記錄和理論闡釋。"

神奇現(xiàn)象

研究團隊運用"茴香酒效應"在實驗室制造實驗用油滴。這種效應指茴香風味烈酒加水后出現(xiàn)的渾濁現(xiàn)象——精油形成微滴使酒液變?yōu)槿榘咨?，且無需添加表面活性劑。通過將酒精-油混合物注入狹窄流道的水中，團隊成功生成微觀油滴。

借助高速攝像機觀察油滴在流動條件下的行為，他們發(fā)現(xiàn)這些微滴能夠抵抗水流、保持靜止甚至逆流而上。比斯萬格在新聞稿中闡釋："使油滴保持靜止的力源于其上下兩端的表面張力差。"油滴懸停的平衡狀態(tài)取決于其尺寸與位置、流速以及流道內液體性質等多種因素。

研究人員指出："普遍結論是，當周圍液體為多組分混合物時，馬蘭戈尼應力能夠逆轉液滴在流道中的運動方向。"

超越微觀的影響

雖然該現(xiàn)象僅在微觀尺度和精細控制的實驗條件下可見，但其影響可能超越實驗室范疇。研究人員認為，在乳劑等宏觀尺度系統(tǒng)中也可能觀察到類似效應——例如水中分布無數(shù)微小油滴的液體體系。

達姆施塔特工業(yè)大學微納流體學教授斯特芬·哈特博士指出，在這種體系中，觀測到的效應可能在單個容器內同時發(fā)生數(shù)十億次，并可能形成復雜圖案。哈特總結道："我們觀察并描述的這種現(xiàn)象，未來或可用于從液體中提取微量液滴或氣泡進行分析。"

這項由德國研究基金會資助的發(fā)現(xiàn)，也為分析化學開辟了新可能性。團隊認為該效應可用于選擇性捕獲或提取流動液體中的微量液滴/氣泡，為芯片實驗室系統(tǒng)、化學分析和診斷技術提供新工具。

研究成果已預發(fā)表在《軟物質》期刊網(wǎng)絡版，預計紙質版將于2026年1月底正式出版。

如果朋友們喜歡，敬請關注“知新了了”！