一個裝有油和水的容器被一層薄薄的磁化顆粒隔開，這引起了一組化學工程師的興趣，他們在攪拌時呈現出意想不到的“希臘甕”形狀。

“我想‘這是什麼東西？’，”馬薩諸塞大學阿姆赫斯特分校的研究生安東尼·雷克回憶道，他做了所有化學學生都喜歡做的事，把具有有趣性質的材料混合在一起，看看會發生什麼。

“所以，我在高分子科學與工程系的大廳裡走來走去，敲開教授們的門，問他們是否知道發生了什麼。”

對材料的分析表明，微小磁珠之間的相互作用與不混溶液體之間的表面張力一起起作用，將混合物拉向熱力學通常禁止的方向，如果沒有一點磁性的話。

雖然，這一發現目前還沒有明顯的應用，但這種混合物的不同尋常的形狀及其對外部磁場的反應，可能會為未來的研究人員和工程師提供一種調整乳劑結構特性的新方法。

油和水不是最好的朋友。你可以隨心所欲地組合和搖動 —— 遲早，這兩種物質將分道揚鑣，重新形成不同的層，這是由熱力學能量流與分子鍵的吸引和排斥所決定的。

任何嶄露頭角的大廚都知道，有很多方法可以讓脂溶性和水溶性液體混合得更久一些。乳化劑，如蛋黃中的卵磷脂，可以作為一種化學外交家，將物質結合成一種令人滿意的混合物，就像你最喜歡的沙拉醬一樣光滑一致。

皮克林乳化反應遵循一種穩定混合物的方法，在兩相之間插入一層薄皮，將至少一種流體破碎成微小的氣泡，這些氣泡可以更穩定地分散在另一種流體中。

從技術上講，安東尼·雷克的實驗室沙拉醬遵循了皮克林乳液的規則，它含有自來水和微極性有機溶劑，以及少量磁化的鎳顆粒，大小約為5至15微米和20納米。

分散在水中的鎳顆粒上升到表面，在有機溶劑介面下方形成一個二維“皮膚”，就像皮克林乳化劑在含水液體和油之間的作用一樣。把混合物搖一搖，這三種材料就會像蛋黃醬一樣均勻地懸浮起來。

但事實並非如此。在液體熱力學所決定的張力下，磁性粒子被拉成一個分支網，在平衡狀態下將整個混合物拉成一個不平衡的沙漏狀結構。

在顯微鏡下觀察和計算機類比，類比了所涉及的力，提供了一幅清晰的圖片，顯示了形成不尋常形狀的磁相互作用的複雜組合，這阻止了乳化的發生。使用磁鐵，研究人員可以改變邊界並改變骨灰盒的形狀。

聚合物科學家David Hoagland說：“當你非常仔細地觀察形成水和油之間邊界的磁化鎳的單個納米顆粒時，你可以得到關於不同形式如何組裝的非常詳細的資訊。”

“在這種情況下，粒子被強烈磁化，以至於它們的組裝干擾了熱力學定律所描述的乳化過程。”

這項研究發表在《自然物理學》雜誌上。