「形狀復原液體」挑戰熱力學定律？科學家發現神秘現象

日常生活中，我們常見到某些液體就是無法和平共處，最經典的例子莫過於油和水。當你把這兩種液體混合時，密度較低的油總是會浮在上層。這種現象其實源自於液體分子間的鍵結特性。

水分子（H₂O）具有極性特質，氧原子端帶部分負電，氫原子端則帶部分正電。這種特性讓水分子能相互吸引，形成我們熟悉的液態水。而油類分子則不具備這種極性，因此無法與水分子產生吸引力，自然也就難以混合。

不過，透過新增介面活性劑，我們確實能讓油水相融。就像夏威夷大學《探索流體地球》課程所解釋的：「清潔劑分子會用非極性端插入油分子間，同時讓帶電端朝外吸引水分子，形成被清潔劑包覆的油滴，從而溶入水中。」

不只是清潔劑，蛋黃中的卵磷脂也是常見的介面活性劑。麻省大學阿默斯特分校的聚合物科學專家Thomas Russell教授舉例說明：「就像你最愛的義式沙拉醬，搖晃後油水會暫時混合，這就是典型的乳化現象。」

但最近研究團隊卻發現了一個驚人現象。研究生Anthony Raykh在實驗中加入了磁性鎳粒子，劇烈搖晃後，液體竟自動形成完美的壺狀結構，而且無論如何搖晃都會恢復原狀。「我當時完全傻眼，趕緊跑去請教繫上教授，結果沒人能解釋這個現象。」Raykh回憶道。

進一步研究發現，磁性鎳粒子非但沒有降低介面張力，反而增加了兩相液體間的張力。團隊成員David Hoagland教授指出：「這些磁性粒子組成的網路結構幹擾了正常的乳化過程，這完全違背了熱力學定律。」

研究論文詳細解釋：「磁性粒子在介面形成長效的異質結構，其強大的方向性相互作用完全抑制了乳化現象。這種特殊的偶極各向異性創造出網狀結構，讓液滴間能自由交換，最終形成與容器形狀相符的穩定結構。」

雖然目前這項發現尚未有實際應用，但研究團隊相信，這種前所未見的物質狀態將為軟物質物理學開闢新的研究方向。這項突破性研究已發表於《自然物理》期刊。

[end]