摘要：分散在油水界面上的胶体粒子既可应用于乳液的稳定和分散，还可作为二维模型体系来研究凝聚态物理中的问题，例如二维挤阻转变。深入理解粒子在界面上的行为以及阐明界面粒子间的相互作用是实施相关应用或开展相关基础研究的前提。但至目前为止，对胶体粒子在界面上的行为的理解还存在许多不足，许多科学问题亟需阐明。在本研究计划中，我们结合了多种基于显微成像的先进技术，包括亮场成像和粒子追踪技术、高速转盘共聚焦成像、激光扫描共聚焦成像、显微微注射以及显微微电泳等技术，对分散在油水界面上胶体粒子的行为进行了系统的研究。我们的研究发现当胶体粒子在界面分散时，粒子在接触界面的瞬间因界面张力会导致粒子沿界面高速喷射；在此自发过程中，粒子与界面的摩擦将产生电性为负的剩余电荷并累积在浸没于油相中的粒子表面上。且这些剩余电荷不能长时间稳定存在，它们会随着时间的流逝在几小时内逐渐消失。失去剩余电荷保护的胶体粒子间的排斥作用将大幅减弱，在水相有一定浓度电解质存在的情况下，界面粒子将产生不可逆的聚集。基于摩擦起电这一物理现象，我们还建立了模型并对剩余电荷产生和消除的过程进行了量化。值得指出的是：我们的系统研究显示出胶体粒子因摩擦界面产生电荷，以及摩擦电荷的消除是相当普遍的现象，所以该机制的阐明对许多研究具有广泛的意义。同时利用我们的方法人们可在流体界面上实现对绝缘的生物大分子（如DNA,蛋白质或病毒颗粒等）的“充/放电”。 2100433B