19世纪60年代，意大利物理学家Carlo Giuseppe Matteo Marangoni首次描述了马兰戈尼效应，他研究了油滴在水面上的扩散。他将这种行为解释为界面张力局部差异（梯度）导致的液体流动的宏观表现。对于液体，即使是少量外来物种的存在也会显著降低表面张力。这对于室温下具有72.8 mN/m的固有高表面张力的水尤其如此，因为其极性和许多氢键可能性。由于该值明显大于大多数其他液体（通常约为20–40 mN/m），因此由于水界面处外来分子的浓度梯度，存在较大的表面张力梯度。这种效应已被证明会导致液-液萃取过程中的传质显著增加，或导致液体在水中以高达几十厘米/秒的速度扩散。

通过将少量表面活性剂（通常是一滴肥皂）滴入静态储层（见图20.21），可以很好地证明Marangoni效应。表面活性剂会局部降低表面张力，从而导致流体从较低表面张力区域流出。通过向水中添加少量颗粒（灰尘或炭黑）可以观察到这种流动，在这种情况下，可以看到颗粒完全离开表面活性剂滴入的区域。

液体上的表面张力梯度被称为“马兰戈尼效应”，导致液体的芯吸速率不稳定且缓慢。在合成纤维上应用纺丝油剂，以控制下游过程中的摩擦。纺丝油剂是含有表面活性剂的多组分液体体系，适用于高速运动的纱线。为了使整理剂在纱线结构内均匀铺展，重要的是芯吸率要高，并且整理剂膜在纱线包装储存过程中由于载体蒸发而不会因缺乏附着力而收缩。观察到，表面活性剂分子在芯吸前沿的纤维表面上的吸收导致纤维表面能的降低和液体表面张力的增加，同时接触角和毛细力的余弦也随之降低。当表面活性剂分子从浓度较高的区域扩散到浓度较低的区域（弯月面前缘）时，平衡条件重新建立。这些效应，通常称为瞬时效应，是由于液体表面表面活性剂的耗尽和补充而产生的。表面活性剂分子的吸附和液体表面张力梯度的总体结果是不稳定的芯吸行为和较低的芯吸速率。这种耗竭效应在稀溶液中更为明显，并随着表面活性剂浓度的增加而降低。克服耗尽所需的表面活性剂浓度等于或超过临界胶束浓度。

界面自组装是制备大规模纳米颗粒单层的强大技术，但制备高度可重复的大规模纳米颗粒单分子膜仍然是一个挑战。在这里，我们开发了一种基于Marangoni效应的油/水/油（O/W/O）三相系统，以制备高度可再生的纳米颗粒单层。由于界面张力梯度，纳米颗粒可以容易地从下O/W界面转移和压缩到上O/W界面。O/W/O系统可以使用不同种类的有机溶剂构建。通过这种方法，纳米颗粒具有良好的均匀性和再现性。即使使用宽范围的纳米颗粒浓度，也可以保证单层。此外，该策略通常适用于具有不同尺寸、形状、成分和表面配体的各种纳米颗粒，这为功能性纳米器件提供了一种简单而通用的方法。