如何生成六角星液滴
2026 年软物质物理重磅新发现
你印象里的液滴，是不是永远都是圆滚滚的球形？
最近，法国与以色列的联合科研团队，实现了一场堪称 “液体魔术” 的突破：只需要调节温度，就能让水中的油滴，从平整的枕状六边形，可逆地变成一颗精致的六角星。这项研究于 2026 年 2 月 27 日正式发表在顶级物理期刊《物理评论快报》（PRL），也被美国物理学会（APS）选为专题报道内容。
打破常识：液滴不只有球形
通常来说，液滴总会自发形成球体。这是因为液体的表面张力，会让液滴尽可能缩小自身的表面积，而球体正是相同体积下，表面积最小的形状。
但在过去十年里，物理学家们发现了一个有趣的例外：直径仅几十微米的油滴，在含有表面活性剂（也就是肥皂水这类物质）的水溶液中，能跳出球形的限制，变出五花八门的形态。
当温度处于合适区间时，油滴的表层会形成一层有序的二维晶体壳层，而壳层包裹的油滴内部，依然保持着液态。靠着这层特殊的 “晶体外壳”，液滴能变成拥有 20 个面的正二十面体，或是其他多种规则的几何形态。
而这一次，法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学的 Catherine Quilliet 教授团队，更是实现了前所未有的突破：他们让一枚六边形液滴，通过纯温度调控，完成了向六角星的可逆转变，还通过模拟与理论分析，完整揭示了这一神奇现象背后的物理机制。
温度，就是液滴变形的 “魔法开关”
这场形态变化的核心，就是温度对液滴表面张力的精准调控。
科研人员发现，体系存在一个关键的临界温度 TSE—— 在这个温度点上，液滴的表面张力会恰好降至零。
当温度低于 TSE时，液滴的表面张力为负值，会自发扩大自身的表面积； 当温度高于 TSE时，表面张力为正值，液滴会像普通液滴一样，努力收缩表面积。
在实验拍摄的视频中，每当液滴的几何形态发生切换、或是表面张力到达零点时，画面都会做短暂停顿，清晰地展现了温度如何一步步驱动液滴完成变形。
变形的真相：晶体壳层的平衡，与表面褶皱
为什么这层晶体壳层，能让液滴变出这么多花样？
本质上，这层壳层的最终形态，始终是在多重约束下，寻找表面能最小的平衡状态：一方面，它要尽可能趋近球形，以此降低自身的表面能；另一方面，它又要面对两个无法回避的限制：一是晶体结构本身极强的抗拉伸特性，二是必须适配晶体中天然存在的 “缺陷”。
这里说的晶体缺陷，指的是液滴顶点处，二维晶体的分子排布规律被打破的位置。这些看似 “不完美” 的缺陷，恰恰是晶面能包裹住液滴的关键 —— 它们能让壳层的曲率集中在一个个微小的顶点上，让原本平整的晶面，无需大幅拉伸就能完整包裹住内部的液态油滴。
而表面张力的大小，恰恰和温度直接相关。这就是为什么，仅仅改变温度，就能撬动液滴的形态变化。
为了让大家更直观地理解这个过程，团队还做了一个超形象的类比实验：给一个六边形的气球充气，随着气球被不断吹胀，六边形的侧边会逐渐形成褶皱，最终整个气球也会变成星形，和油滴的变形过程几乎完全一致。
颠覆认知：变形的核心，不是缺陷而是褶皱
更重要的是，这项研究还刷新了学界对这类液滴变形的认知。
在过往的实验中，温度变化带来的形态切换，本质上是晶体缺陷的融合与位移导致的 —— 缺陷动了，液滴的形状才跟着变。
但这次的六边形 - 六角星转变中，科研人员有了全新的发现：整个变形过程里，晶体缺陷始终固定在原地，纹丝不动。真正驱动液滴从六边形变成六角星的，不是缺陷的移动，而是液滴表面形成的褶皱。
团队还通过模拟计算预测，只要调整对应的参数，这枚液滴还能变出多种不同形态的星形结构。他们给出的模拟结果中，每一组四帧画面，都分别展示了不同星形液滴的俯视图与侧视图，解锁了液滴变形的更多可能性。
不止是 “液体魔术”，这些领域都将受益
以色列巴伊兰大学的团队成员 Eli Sloutskin 表示，这项研究的核心价值，在于帮我们搞清楚了弯曲的二维晶体表面，会如何响应机械应力 —— 在此之前，科学界对这类结构的弹性特性，了解还非常有限。
而这项发现的应用潜力，更是覆盖了多个前沿领域：
