常規(guī)狀態(tài)下，油和水無法混合。這是因為，水和油的分子結(jié)構(gòu)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(huán)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(wěn)定存在數(shù)周至數(shù)月，但是這種現(xiàn)象背后的機(jī)制尚不明確。

近日，一項由瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院進(jìn)行的研究表明，油—水界面處的電荷分布是形成乳濁液的關(guān)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(chǎn)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(xué)鍵的振動。通常來說，水分子通過氫鍵與鄰近的水分子發(fā)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(zhuǎn)移給油分子。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，在分子尺度上，油—水界面與涉及蛋白質(zhì)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(fā)表在《科學(xué)》期刊上。