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油和水为什么能混合形成乳浊液?

来源:前瞻网 浏览 601 次 发布时间:2022-09-09

常规状态下,油和水无法混合。这是因为,水和油的分子结构差别很大,油是非极性的,水是极性的,不符合“相似相溶定律”。但是,如果将二者置于超声波环境下,油能以小液滴的形式分散在水中,形成乳浊液。该乳浊液能稳定存在数周至数月,但是这种现象背后的机制尚不明确。

近日,一项由瑞士洛桑联邦理工学院进行的研究表明,油—水界面处的电荷分布是形成乳浊液的关键。


研究人员将两束超短激光耦合在混合物中的油滴附近,产生的散射光子具有两个入射光子的能量总和,反映出了油—水界面化学键的振动。通常来说,水分子通过氢键与邻近的水分子发生电荷交换,但油—水界面处的水分子通过这一方式形成氢键,其不平衡的电荷只能通过水—油相互作用(反常氢键)转移给油分子。


研究人员还发现,在分子尺度上,油—水界面与涉及蛋白质折叠或生物膜形成的界面有很强的相似性。


该研究论文题为“Charge transfer across C–H⋅⋅⋅O hydrogen bonds stabilizes oil droplets in water”,已发表在《科学》期刊上。