作者：段躍初

水滴在薄油膜上跳舞？這聽起來像是科幻電影中的場景，但實(shí)際上，科學(xué)家們已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中觀察到了這一奇妙現(xiàn)象。這項(xiàng)研究是由沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學(xué)的丹·丹尼爾教授和他的同事們進(jìn)行的。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水滴在涂有微米級柱子圖案的薄油膜上凝結(jié)時，它們會表現(xiàn)出令人驚訝的集體運(yùn)動。

這個實(shí)驗(yàn)的步驟很簡單。研究人員首先在硅表面上涂上一層薄薄的油膜，并在上面刻有微米大小的柱子圖案。然后，他們將薄膜冷卻至4攝氏度。不久之后，水滴開始在薄膜上凝結(jié)，并逐漸靠近。大約25分鐘后，最大的水滴開始跳舞，像蛇一樣以一系列自我回避的彎曲運(yùn)動移動，然后轉(zhuǎn)圈。這種運(yùn)動在蛇形和圓形之間持續(xù)切換約4小時，直到液滴停止跳動。

這種現(xiàn)象背后的原理是什么呢？丹尼爾和他的同事通過計算發(fā)現(xiàn)，大液滴與小得多的液滴不斷融合所釋放的能量足以驅(qū)動這種運(yùn)動。此外，由舞動的油滴引起的油的重新分布導(dǎo)致了蛇形和圓形動力學(xué)之間的切換。

這個研究可能在哪方面有應(yīng)用呢？首先，這種現(xiàn)象在傳熱和集水方面具有重要的應(yīng)用價值。此外，這種研究還為我們提供了一個了解自然界中活性物質(zhì)系統(tǒng)的窗口。從成群的細(xì)菌到成群的鳥，自然界中存在著許多類似的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)具有消耗能量以移動或施加力的成分。在實(shí)驗(yàn)室中，創(chuàng)建一個這樣的活性物質(zhì)系統(tǒng)通常需要一個復(fù)雜的設(shè)置和組件，可以將光、生化能量或化學(xué)能轉(zhuǎn)化為運(yùn)動。而這項(xiàng)研究為我們提供了一個簡單的物理系統(tǒng)，可能有助于我們進(jìn)一步探索和研究活性物質(zhì)系統(tǒng)。

通過這項(xiàng)研究，我們可以看到，自然界中的奇妙現(xiàn)象無處不在，只要我們用心去發(fā)現(xiàn)和探索。同時，這也展示了科學(xué)家們不懈追求真理、揭示自然界奧秘的精神。在未來，相信這項(xiàng)研究會在多個領(lǐng)域產(chǎn)生廣泛的應(yīng)用，為人類帶來更多驚喜。

參考文獻(xiàn)：

Physics - Droplets Dance After They Merge https://physics.aps.org/articles/v17/s15