物理学家为液滴带创建秩序 为药物开发提供了希望

【博科园-科学科普（关注“博科园”看更多）】一组物理学家已经开发出一种方法来产生和自组织液体到定义良好的模式中，这一突破为开发更复杂的药物和其他消费品提供了潜在的新途径。该程序在最新一期的《美国国家科学院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)杂志上发表，研究的中心是制造液滴，这种液滴是两种或两种以上不混溶的液体混合而成，在这种情况下，是油、水和酒精。这些液滴会自发地混合成多个层，形成一个独立于droplet大小的模式，但依赖于去混合速度。纽约大学物理系教授、作者Jasna Brujic解释说：我们的理论理解使我们能够设计出类似俄罗斯套娃的乳剂，然后以步进式或均匀间隔的方式将它们弹出来。

图中是一种含有五层交替的油和水的乳剂。调整乳化的尺寸和表面特征使科学家能够规划出连续层的间距和爆裂时间。图片版权：Jasna Brujic.

操纵这些液体的能力创造了推进水和油溶性药物的潜力。论文的其他合作者Pepijn Moerman,纽约大学的软物质研究中心研究员的研究和现在在荷兰乌得勒支大学的埃里克Vanden-Eijnden纽约大学的教授报数学科学研究所，皮埃尔霍恩和纽约大学的物理系的名誉教授。分离液体是一个复杂的过程，它涉及到组织细胞的子室，并且对于创造一些众所周知的产品，如药品或化妆品，这些都是由乳剂组成的。

然而发展形状的均匀性和控制它们的运动代表了科学的挑战——去混合液体通常会导致所有形式的斑点，而不是不同于在沸腾的水里的形状和大小排列的油滴。为了应对这些挑战，研究人员将液体放置在一个封闭的几何图形中——一个液滴或一种薄的稻草——这样，去混合就从边缘开始并向内传播。当脱混波经过时，液体就会分离成条纹，条纹的长度取决于波的速度和分离过程所需的时间。这两个参数都可以在实验中进行调整，使研究人员能够设计出乳剂的内部结构。科学家们注意到，理论模型与数据是一致的，并且正确地预测了每一层的生命周期，导致了内部液滴的逐步释放。

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参考：美国国家科学院院刊

内容：经“博科园”判定符合今主流科学

来自：纽约大学

编译：光量子

审校：博科园

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