众所周知，油和水不会混合——至少，如果不添加肥皂等表面活性剂来将它们形成稳定的组合，就不会混合。然而现在，法国和美国的研究人员已经颠覆了这一传统观点，表明它们实际上可以在没有表面活性剂的情况下进行混合。这一发现可能对大量使用此类混合物的行业产生广泛影响，包括食品、化妆品、健康、油漆和包装等。
两种不混溶液体（例如水和油）的混合物称为乳液。当剧烈摇动乳液时，其中一种液体成分可能会分散成另一种液体中的小液滴。但如果将乳液静置，其成分总是会再次分离出来。
这种分离的主要驱动力是，当每种液体的液滴彼此靠近时，它们会合并成更大的液滴。为了防止这种情况，可以添加第三种两亲组分，这意味着它对混合物的两种组分之间的界面具有亲和力。当今的工业乳液依赖于此类材料的使用，这些材料被称为表面活性剂。然而，许多表面活性剂对人类和环境都是有毒的。因此，减少它们的使用（或完全废除它们）将是非常有益的。
违反直觉的现象
在最新的工作中，研究人员来自 胶体与材料分离实验室 在 ESPCI 在法国巴黎；法国公司 花萼，专门从事可生物降解微胶囊的设计和制造；和 哈佛大学 美国研究了仅由水和各种油组成的混合物。在这些通常不混溶的混合物中，他们观察到在分散的水滴之间自发出现超薄但异常稳定的油膜。
“这种现象系统地引起液滴之间的粘附，同时防止它们聚结，因此使我们能够将大量的水（体积百分比为 80% 或更多）分散在油中，”解释道 杰罗姆·比贝特领导这项研究的化学物理学家兼 ESPCI 实验室主任。
稳定数周
该现象详细描述于 科学，最适合包含亲水性和疏水性成分且具有高分子量的高极性油。这些标准不包括脂肪族碳氢化合物，例如甲烷和聚乙烯，但包括含有交替氧和碳原子的油——这一类别涵盖了所有植物油。
研究人员发现，这些油一旦被限制在两滴水之间，就可以通过“选择”优先将其亲水部分定位在水附近，而疏水部分定位在远离水的位置，从而改变其构型。 Bibette 说：“一旦两个界面接近，由疏水部分的亲和力引起的超薄粘合膜就会自发形成。” “然后，薄膜获得了巨大的粘度，同时降低了界面的自由能——这通过水滴和油滴粘附在一起而体现出来。”
他补充说，以前从未观察到两种不混溶液体之间的这种自发胶凝。
胶体混合物同时存在多达六个相
由于大多数植物油可以聚合，因此将它们与水结合可以让研究人员制造出完全可生物降解的聚合物材料。对于 Bibette 来说，最明显的应用之一是用于化妆品和香水等行业的可生物降解胶囊。
他表示，该技术还可以让研究人员创造出由可生物降解聚合物和体积含量高达 90% 的水组成的新型塑料 物理世界。 “在整个混合物中，两个相都可以被制成（并控制为）均匀，这可以让我们生产出独特的双连续、共存的亲水性和疏水性材料，”他说。 “这可以应用于组织工程、可生物降解包装和一般塑料替代材料等多种领域。”
