油膜上“遛”水珠，这不是科幻！水滴“跳舞”的奥秘

作者：段跃初

水滴在薄油膜上跳舞？这听起来像是科幻电影中的场景，但实际上，科学家们已经在实验室中观察到了这一奇妙现象。这项研究是由沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学的丹·丹尼尔教授和他的同事们进行的。他们发现，当水滴在涂有微米级柱子图案的薄油膜上凝结时，它们会表现出令人惊讶的集体运动。

这个实验的步骤很简单。研究人员首先在硅表面上涂上一层薄薄的油膜，并在上面刻有微米大小的柱子图案。然后，他们将薄膜冷却至4摄氏度。不久之后，水滴开始在薄膜上凝结，并逐渐靠近。大约25分钟后，最大的水滴开始跳舞，像蛇一样以一系列自我回避的弯曲运动移动，然后转圈。这种运动在蛇形和圆形之间持续切换约4小时，直到液滴停止跳动。

这种现象背后的原理是什么呢？丹尼尔和他的同事通过计算发现，大液滴与小得多的液滴不断融合所释放的能量足以驱动这种运动。此外，由舞动的油滴引起的油的重新分布导致了蛇形和圆形动力学之间的切换。

这个研究可能在哪方面有应用呢？首先，这种现象在传热和集水方面具有重要的应用价值。此外，这种研究还为我们提供了一个了解自然界中活性物质系统的窗口。从成群的细菌到成群的鸟，自然界中存在着许多类似的系统。这些系统具有消耗能量以移动或施加力的成分。在实验室中，创建一个这样的活性物质系统通常需要一个复杂的设置和组件，可以将光、生化能量或化学能转化为运动。而这项研究为我们提供了一个简单的物理系统，可能有助于我们进一步探索和研究活性物质系统。

通过这项研究，我们可以看到，自然界中的奇妙现象无处不在，只要我们用心去发现和探索。同时，这也展示了科学家们不懈追求真理、揭示自然界奥秘的精神。在未来，相信这项研究会在多个领域产生广泛的应用，为人类带来更多惊喜。

参考文献：

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