在我们的印象中，如果一个容器中同时装有水和油（有机溶剂）两种液体，将它们静置一段时间，待它们稳定下来以后，水由于密度大，沉在容器的下方，油由于密度小，浮在容器的上方。而且由于它俩互不相溶，会呈现出一个明显的分界面，所谓的“泾渭分明”。

然而，如果我们将观察的尺度放大到微米级别（1毫米=1000微米），在水-油的分界面上，看到的还是小水滴和小油滴之间互相不搭理对方吗？不是了。

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近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员王峰和副研究员贾秀全团队与斯坦福大学理查德·扎尔（RichardZare）院士团队合作，在微滴化学研究方面取得了新的进展。

这两个团队揭示了在水-油（十六烷）界面上，小水滴和小油滴不仅不是互不搭理，而是形成了一种含油的微水滴结构，并且在这个界面上存在一种激烈的化学反应——接触电致氧化还原反应。此外，研究团队还观测到氢气的生成主要来自于微水滴而不是油，为微水滴中自由电子的产生和去向提供了新的认识。这些相关成果发表在《美国化学会志》上。

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前面提到了微水滴，那么什么是微水滴呢？直观地理解，就是把宏观尺度的液体水“敲碎”，变成微小的水滴，这种水滴就被称为微水滴。

微水滴跟宏观尺度的液体水相比，能表现出一些特殊的性能。此前的研究表明，空气-水界面是一种非常特殊的化学环境，这个化学环境可以加速发生在微水滴中的化学反应。在微水滴中的化学反应的反应速率，是普通溶液中的反应速率的100倍到100万倍。原本在普通溶液中需要一整天时间才能完成的反应，在这些小小的液滴里可以在几分之一秒内就完成。

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而通过在水-油界面上构建强电场，发展低温裂解燃油技术，或将助力液体燃料的清洁化利用。因此，这一研究成果在未来也有望为环境、能源领域提供创新的解决方案。

参考文献

[1]https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c07445

本文为科普中国-星空计划作品

出品｜中国科协科普部

监制｜中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

作者丨曾心月 科普创作者

审核丨刘路 华东师范大学化学与分子工程学院教授、博士生导师

来源: 星空计划

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