一个装有油和水的容器被一层薄薄的磁化颗粒隔开，这引起了一组化学工程师的兴趣，他们在搅拌时呈现出意想不到的“希腊瓮”形状。

“我想‘这是什么东西？’，”马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校的研究生安东尼·雷克回忆道，他做了所有化学学生都喜欢做的事，把具有有趣性质的材料混合在一起，看看会发生什么。

“所以，我在高分子科学与工程系的大厅里走来走去，敲开教授们的门，问他们是否知道发生了什么。”

对材料的分析表明，微小磁珠之间的相互作用与不混溶液体之间的表面张力一起起作用，将混合物拉向热力学通常禁止的方向，如果没有一点磁性的话。

虽然，这一发现目前还没有明显的应用，但这种混合物的不同寻常的形状及其对外部磁场的反应，可能会为未来的研究人员和工程师提供一种调整乳剂结构特性的新方法。

油和水不是最好的朋友。你可以随心所欲地组合和摇动 —— 迟早，这两种物质将分道扬镳，重新形成不同的层，这是由热力学能量流与分子键的吸引和排斥所决定的。

任何崭露头角的大厨都知道，有很多方法可以让脂溶性和水溶性液体混合得更久一些。乳化剂，如蛋黄中的卵磷脂，可以作为一种化学外交家，将物质结合成一种令人满意的混合物，就像你最喜欢的沙拉酱一样光滑一致。

皮克林乳化反应遵循一种稳定混合物的方法，在两相之间插入一层薄皮，将至少一种流体破碎成微小的气泡，这些气泡可以更稳定地分散在另一种流体中。

从技术上讲，安东尼·雷克的实验室沙拉酱遵循了皮克林乳液的规则，它含有自来水和微极性有机溶剂，以及少量磁化的镍颗粒，大小约为5至15微米和20纳米。

分散在水中的镍颗粒上升到表面，在有机溶剂界面下方形成一个二维“皮肤”，就像皮克林乳化剂在含水液体和油之间的作用一样。把混合物摇一摇，这三种材料就会像蛋黄酱一样均匀地悬浮起来。

但事实并非如此。在液体热力学所决定的张力下，磁性粒子被拉成一个分支网，在平衡状态下将整个混合物拉成一个不平衡的沙漏状结构。

在显微镜下观察和计算机模拟，模拟了所涉及的力，提供了一幅清晰的图片，显示了形成不寻常形状的磁相互作用的复杂组合，这阻止了乳化的发生。使用磁铁，研究人员可以改变边界并改变骨灰盒的形状。

聚合物科学家David Hoagland说：“当你非常仔细地观察形成水和油之间边界的磁化镍的单个纳米颗粒时，你可以得到关于不同形式如何组装的非常详细的信息。”

“在这种情况下，粒子被强烈磁化，以至于它们的组装干扰了热力学定律所描述的乳化过程。”

这项研究发表在《自然物理学》杂志上。