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【CNMO科技消息】有时候,科学的进步来自灵感的闪现。但更多时候,它只是意外的结果——比如当一名研究生随手摇晃一瓶液体,却意外发现了一种似乎能打破自然规律的新材料。这就是马萨诸斯大学阿默斯特分校研究团队发现一种奇特“自塑形液体”的过程,这种液体总会自动形成类似骨灰盒的形状。
这项发现源于聚合物科学专业学生Anthony Raykh的一次实验。他当时正在研究油、水和微量磁性镍颗粒的混合物。通常情况下,像油和水这样互不相溶的液体,在摇晃后会分离成两层,或形成球状小液滴。这是因为在自然状态下,液体总是在寻找能量最低、表面积最小的状态。
但这次实验的结果却完全不同。混合液体在摇晃之后并没有形成常规的液滴,而是反复地自我重组,变成一种稳定的花瓶状结构。即使多次搅动后,它依然会恢复成同样的形状。
这个现象令人惊讶,因为它看起来像是违背了物理常识。按照热力学原理,系统总是趋向于减少能量、缩小表面积。而这种液体形成的骨灰盒状结构反而拥有更大的表面积,完全不符合预期。
研究人员深入分析后发现,秘密在于混合物中的镍颗粒。这些微小的磁性颗粒在液体中形成了细长的链状结构,称为偶极子。它们聚集在液体表面,像一层坚固的外壳,把液体固定成了特定形状。
虽然看起来很神奇,但这并未真正打破物理定律。相反,这是一种罕见的现象:微观粒子之间的相互作用影响了整个系统的宏观表现。
这项发表在《自然物理学》上的研究成果,可能会带来广泛的应用前景。未来,科学家或许可以利用类似原理开发出能对外部力量(如磁场或运动)做出响应的智能液体,为材料科学打开新的方向。