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  一顆顆張著嘴的小豆豆“咬住”水中的小油滴，但它們并沒有吞噬，而是再慢慢與其他“咬住”油滴的小豆豆們一起努力，使這些被“咬住”的小油滴聚集并形成一顆大油滴，最后小豆豆們將大油滴包裹起來并使其漂浮在水面上。

  這一場景被中科院理化技術研究所王樹濤研究員團隊實驗室的顯微鏡如實地記錄下來。

  研究人員將這種神奇的小豆豆命名為Janus。因為在羅馬神話中，Janus是天門神，早晨打開天門，讓陽光普照人間，晚上又把天門關上，使黑暗降臨大地。他的頭部前后各有一副面孔，可以同時看著兩個不同方向，一副看著過去，一副看著未來，因此也稱兩面神。

  而Janus的兩面，正好符合這種新微粒的既親水又親油的兩面性。

帶磁性的Janus微粒

磁性各向異性微球用于油水乳液的快速分離示意圖

  目前，由于工業、生活中含油廢水的大量排放以及海上原油泄漏事故的頻繁發生，如何解決水中油污染的問題一直被研究人員密切關注著。

  通常油在水中往往以浮油、分散油、乳化油或無表面活性劑穩定的微小油滴的形式存在。針對不同種類的油污染，在中科院引領下，許多研究人員相繼開發了基于表面浸潤性的膜、海綿等材料，并將其用于分離浮油、分散油甚至是乳化油等。

  盡管如此，對微小油粒的處理依然是個難題，傳統方法很難高效、快速地將其分離，因為這些油滴尺寸通常小于20μm，在水中能長時間穩定存在。而Janus微粒的出現恰恰為解決這些細小油滴的分離提供了新思路。

  經過實驗，研究人員巧妙地將界面聚合與乳液聚合兩種傳統合成方法結合，找到了一種新的方式，即通過油水乳液界面聚合結合納米粒子界面組裝的方法，最終才有了前面提到的Janus微粒的出現。

  “它的凸面親水，凹面親油。當它被放入油水混合的乳液中時，親油的凹面可以有效捕捉水中的微小油滴�！闭撐耐ㄓ嵶髡咧�、中科院理化所副研究員樊俊兵告訴記者。

  當抓住油滴后，Janus微粒會與周圍其他抓住油滴的同伴抱團，促使微小油滴聚并形成較大的油滴，并且其表面既親水又親油的兩親性特點可以保證大油滴的穩定。更為神奇的是，一塊磁鐵就可以將這些油滴吸到實驗器皿的一邊。“這是因為我們在Janus的親水表面修飾了四氧化三鐵，使其具有磁性。”樊俊兵解釋說。而且，整個分離過程只需要兩分鐘，分離效率高達99%，并適用于不同比例、不同種類的油水混合物。

吸油只是其中一種應用

  Janus微粒如此神奇，它的基礎離不開王樹濤團隊最初研究的普適性的乳液界面聚合的方法。在這種方法下，抓取油滴只是其中一種應用。實際上，這種微球還能選擇性地吸附納米粒子、生物分子或捕獲細菌、膠體微球。

  “Janus微球項目從五六年前就開始了，我們用了一年多的時間找到了新的聚合方法�！蓖鯓錆诮邮苡浾卟稍L時介紹道。之后的時間，王樹濤研究組的科研人員將研究重點放在乳液界面聚合機理以及不同單體配比下的對應形成不同形貌微球的相圖上。

  什么叫相圖呢？“就好比我有水果也有冰，可以做水果口味的冰淇淋，但是它們的不同配比口味不同。那么什么比例可以做出什么樣的冰淇淋呢？我們將所有配比情況下對應不同形貌的微球都做了一遍�！蓖鯓錆蛄藗�比方。

  最終，研究人員發現，在不同配比情況下，微粒有時卻變得圓鼓鼓的像個小饅頭，有時則像月亮……“這些數據為我們接下來進一步的研究奠定了堅實的基礎�！蓖鯓錆硎尽�

應用還需因地制宜

  “實驗室制備Janus微粒，從最初的十幾毫升到現在的5升，看起來進步很大，但真正面對以噸為單位的油水混合物還不夠�！蓖鯓錆f。他們的論文被報道后，就陸續接到公司甚至油田打來的咨詢電話，還有的油田要將污水樣本直接運輸過來，供他們研究。

  但是面對市場的龐大需求，王樹濤表現得十分理智：“我們的實驗畢竟只在實驗室中進行，實際情況則要復雜得多。即便都是油田，但是周圍環境也會有所不同，有些可能巖石較多，有些則可能泥沙多，酸堿環境也不同。所以我們不能直接套用，需要因地制宜。”

  因地制宜就意味要去當地進行考察，每個地方不同的特點可能也讓這項技術的介入時機不盡相同。所以，在研究人員眼中，Janus微粒的出現僅僅是這項研究的開始，未來還有很長的路要走。

  “我們可以將這一研究繼續下去，研究得更透徹。從而為解決我國油水分離的大問題做一點事情。”王樹濤說。