封面故事:椭圆形颗粒能抑制“咖啡圈效应”

  当一滴咖啡干了时,在液滴的边缘会积聚一个由颗粒组成的晕圈。首次在《自然》杂志1997年的一篇论文中正式描述的这种“咖啡圈效应”,是当含有悬浮胶体颗粒的溶液蒸发时常见的一种现象。它远不只是发生在家里的一种让人好奇的现象,而是对需要颗粒均匀沉积的很多应用来说都有相关性的一种现象,如喷墨打印、光子元件的组装及DNA芯片的制造。在本期《自然》上,Peter Yunker及其同事发现,椭圆形颗粒能抑制“咖啡圈效应”。发生在椭圆体颗粒间的相互吸引作用,强大到足以抵消在液滴蒸发时将球状颗粒向液滴边缘驱动的力。在含有表面活性剂的溶液中,椭圆形颗粒的“咖啡圈效应”可以恢复,而“设计”出的球状颗粒和椭圆形颗粒的混合物能导致均匀沉积。