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油和水為什么能混合形成乳濁液?電荷分布是關鍵!
2021-12-15 11:25:54 來源:前瞻網 編輯:

常規狀態下,油和水無法混合。這是因為,水和油的分子結構差別很大,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。該乳濁液能穩定存在數周至數月,但是這種現象背后的機制尚不明確。

近日,一項由瑞士洛桑聯邦理工學院進行的研究表明,油—水界面處的電荷分布是形成乳濁液的關鍵。

研究人員將兩束超短激光耦合在混合物中的油滴附近,產生的散射光子具有兩個入射光子的能量總和,反映出了油—水界面化學鍵的振動。通常來說,水分子通過氫鍵與鄰近的水分子發生電荷交換,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)轉移給油分子。

研究人員還發現,在分子尺度上,油—水界面與涉及蛋白質折疊或生物膜形成的界面有很強的相似性。

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

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