虽然经典的熔岩灯上令人着迷的斑点看起来很神奇，但五颜六色的形状会随着温度引起的密度和表面张力的变化而移动。
这个过程被称为液-液相分离，对活细胞的许多功能都至关重要，在药品和化妆品等产品的制造中也发挥了作用。
现在，普林斯顿大学的研究人员已经克服了研究和工程相分离的重大挑战。
11月19日发表的一篇论文报道了他们的系统物理评论快报,允许设计和控制具有多相的复杂混合物，如嵌套结构，令人想起俄罗斯套娃，这是特别感兴趣的应用，如药物合成和输送。
研究人员说，他们的系统为研究人员提供了一种新的方法来检查、预测和设计多种液相之间的相互作用，包括带有任意数量分离相的混合物的排列。
相的排列是以表面能的最小化为基础的，它捕获了相界面上分子间的相互作用能。
这倾向于在低表面张力的两相之间最大限度地扩大接触面积，并在高表面张力的两相之间最小化或消除接触。
新方法使用图论的数学工具来跟踪混合物中哪些相相互接触。
当表面能已知时，该方法可以预测混合物中相的最终排列，也可以用来反向工程混合物的性质，从而产生所需的结构。
“如果你告诉我们有哪些相以及表面张力是什么，我们就能告诉你相是如何排列的。我们也可以反过来做——如果你知道你想要的相是如何排列的，我们可以告诉你需要什么表面张力。”资深作者Andrej Košmrlj说，他是机械和航空航天工程助理教授。
＂这种方法非常普遍，我们认为它将对许多不同的领域产生影响。”从细胞生物学和制药到3D打印和碳封存技术，Košmrlj说。
这项工作开始于Milena Chakraverti-Wuerthwein的初级论文，她是普林斯顿大学2020级的物理学专家。她当时与Košmrlj团队的博士后研究员盛茂(音)合作，在之前探索相分离混合物的研究基础上开展工作。
这项工作为预测分离相的数目及其组成发展了一个计算框架，但没有系统地调查相的实际安排。
Chakraverti-Wuerthwein开始绘制多组分混合物的例子，每个阶段用不同的颜色表示。她说，她一度觉得自己是“在圈子里,”但后来“后退一步，思考使这些形态不同于其他形态的显著特征。我想到了一个想法，那就是相位相互接触的边缘。这就是使用图表的想法的诞生。”每个相位用一个彩色的圆点来表示，圆点之间的线表示在混合物中哪个相位互相接触。
“这就是我们需要的火花，因为一旦你能用图表来表示它，那么列举所有的可能性就很容易了。”为不同的阶段安排，Košmrlj表示。
Chakraverti-Wuerthwein和毛是这篇论文的共同主要作者，毛现在是中国北京大学的助理教授。合著者Hunter Gaudio是维拉诺瓦大学2020年的毕业生，作为普林斯顿大学复杂材料研究中心本科生项目的参与者，他在2019年夏季帮助运行模拟，生成了四个阶段的所有不同安排。欧洲杯足球竞彩
＂通常情况下，液体喜欢制造简单的液滴，而不是其他。根据这一理论，人们可以对水滴进行编程，使其自发地组织成链条、堆叠或嵌套层，就像俄罗斯玩偶一样。”瑞士联邦理工学院Zürich研究柔软和生活材料的教授埃里克·杜弗雷纳说，他没有参与这项研究。欧洲杯足球竞彩
“这可能有助于控制活细胞中发现的复杂化学反应序列。下一个挑战将是开发实验方法来实现理论规定的相互作用。”
Ko.MrLJ是一组普林斯顿教师探索液液相分离的各个方面和应用的一部分，这是一个跨学科研究小组的主要焦点，最近由美国国家科学基金会支持的普林斯顿复合材料中心发起。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
在液体环境中，随着时间的推移，小液滴有变成大液滴的趋势——这一过程称为粗化。
然而，在活细胞和工业生产过程中，需要达到特定大小的结构。Košmrlj表示，他的团队未来的工作将考虑如何控制粗化，以实现具有目标小尺度结构的混合物。
另一个悬而未决的问题是多组分混合物是如何在生命系统中形成的，在生命系统中，活跃的生物过程和材料的基本物理都是促成因素。欧洲杯足球竞彩
Chakraverti-Wuerthwein将于2021年开始在芝加哥大学(University of Chicago)攻读生物物理科学博士欧洲杯线上买球学位，他表示，看到这一点很令人欣慰“我想到的这个核心想法最终变成了有价值的东西，可以扩展成一个更广泛适用的工具。”
这项工作得到了美国国家科学基金会、普林斯顿大学材料研究科学与工程中心以及普林斯顿复杂材料欧洲杯线上买球中心本科生研究项目的支持。欧洲杯足球竞彩
