当两种物质结合在一起时，它们最终会进入一种叫做热力学平衡的稳定状态。在一项新的研究中，阿尔托大学的一组物理学家想要扰乱这种状态，看看会发生什么;他们将不同介电常数和电导率的油组合在一个电场中。
一种典型的非平衡状态图像，包括有活性的纤维、随机的纤维网络和有序的二维流体晶格，以及有源和自推进电流体动力学雕刻的液滴和有活性的乳液。图片来源:拉等, doi: 10.1126 / sciadv.abh1642。
阿尔托大学应用物理系研究员、资深作者Jaakko Timonen教授说:“当我们在混合物上开启电场时，电荷会在油之间的界面上聚集。”
阿尔托大学应用物理系的博士后研究员Nikos Kyriakopoulos博士补充说:“电荷密度将界面从热力学平衡中剪切出来，形成有趣的结构。”
“除了受到电场干扰外，这些液体还被限制在一个薄薄的、几乎是二维的薄片中。”
“这种结合导致这些油重新塑造成各种完全意想不到的水滴和图案。”
该团队实验中的水滴可以被制成正方形和六边形，而这在自然界中几乎是不可能的，因为小气泡和水滴往往会形成球体。
这两种液体也可以形成相互连接的晶格:在固体材料中有规律地出现的网格模式，但在液体混合物中是闻所未闻的。
液体甚至可以被诱导形成一个环面，一个甜甜圈形状，当磁场作用时，它是稳定的，并保持其形状——不像在自然中，因为液体有强烈的倾向坍塌并填充中心的洞。液体还可以形成绕轴滚动和旋转的细丝。
阿尔托大学应用物理系的研究人员、第一作者吉特·拉朱(Geet Raju)说:“所有这些奇怪的形状都是由这样一个事实造成的，即界面上积聚的电荷的运动阻止了它们坍缩回到平衡状态。”
“我们工作的一个令人兴奋的结果是，能够创建具有可控和明确尺寸的临时结构，可以随电压开关，这是我们感兴趣的领域，以进一步探索创建电压控制光学器件。”
“另一个潜在的结果是，有能力创造滚动微丝和微滴的相互作用种群，在某种基本水平上，模仿细菌和微藻等微生物的动态和集体行为，使用完全不同的机制推动自己。”
的结果出现在今天的杂志上科学的进步．
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这些年拉等．受限电液动力驱动液体中非平衡模式的多样性和活动性的出现。科学的进步， 2021年9月15日在线发布;doi: 10.1126 / sciadv.abh1642
