Fyysikot ovat huomanneet, että hiekka-rakeet käyttäytyvät samankaltaisina nestemäisinä, kun ne sekoitetaan - ne kuplaavat ja kelluvat.

Kemikaalissa käytettyjen irtomateriaalien, kuten hiekan ja katalyyttisten hiukkasten virtauksen liikkuminen

reaktorit ovat laaja-alaisialuonnonilmiöt - maanvyörymistä tulivuorenpurkauksiin. Samaa mekanismia käytetään teollisissa prosesseissa - farmaseuttisesta tuotannosta hiilen sitomiseen. Massiivisten kiinteiden aineiden liikkuminen ja sekoittuminen ovat usein silmiinpistäviä samankaltaisuuksia nesteiden kanssa, kuten tapahtuu liikkuvissa hiekkadyyneissä, lumivyöryissä ja quicksandissa. Samalla näiden vapaasti virtaavien virtausten fysiikka ei ole yhtä selvä kuin nestevirrat.

Chris Boycen, kemian apulaisprofessorin, äskettäinen löytöColumbian yliopistossa selitetään uuden sukupolven painovoiman epävakauden luonne rakeisissa hiukkasissa, joilla on eri kaasu. Samankaltaisia ​​prosesseja ei tapahdu nesteissä. Yhteistyössä Zürichin Sveitsin korkeakoulun energia-alan ja insinööriopettajien Christoph Mullerin kanssa Beuys-tiimi löysi odottamattoman epävakauden, joka oli samanlainen kuin Rayleigh-Taylor, kun kevyemmät jyvät nousevat raskaampien jyvien kautta sormien ja rakeisten kuplien muodossa. Rayleigh-Taylorin epävakaus johtuu kahden eri tiheyden omaavan nesteen vuorovaikutuksesta, jotka eivät sekoita - esimerkiksi öljyä ja vettä, koska kevyempi neste torjuu raskaamman. Tätä ei ole koskaan nähty kahden kuivan rakeisen materiaalin välillä.

Beuysin tutkimus osoitti ensimmäistä kertaa, että "kupla"kevyestä hiekasta voi nousta raskaan hiekan läpi edellyttäen, että molemmat hiekkatyypit altistuvat pystysuuntaiselle tärinälle ja nousevan kaasuvirran vaikutuksille. Tutkijat ovat huomanneet, että kuten ilma- ja öljykuplat nousevat vedessä, koska ne ovat kevyempiä kuin vesi ja eivät halua sekoittaa siihen, kevyet hiekkakuplat kulkevat raskaan hiekan läpi, vaikka sekoitatkin huolellisesti nämä kaksi hiekkaa.

”Uskomme, että löytömme muuttuutiede, ”toteaa Boyce. ”Löysimme nestemäisen mekaanisen epävakauden” rakeisen ”analogin. Tuloksemme eivät selitä pelkästään mineraaliesiintymien muodostumisen taustalla olevia geologisia muodostumia ja prosesseja, vaan niitä voidaan käyttää myös jauheiden jalostusteknologiassa energia-, rakennus- ja lääketeollisuudessa. "

Tutkijat totesivat myös, että kaasuhiekkaan vaikuttava virtaus synnyttää myös muita gravitaatiovaikutuksia, mukaan lukien laskevan rakeisen pudotuksen kaskadin haarautuminen. Ne osoittivat myös, että Rayleigh-Taylorin epävakaus epävakaudena esiintyy monenlaisissa kaasuvirtaus- ja värähtelyolosuhteissa, jolloin muodostuu erilaisia ​​rakenteita erilaisilla viritysolosuhteilla.

"Nämä epävakaudet, joita voidaan soveltaaeri järjestelmiin, heijastavat rakeisen ympäristön dynamiikkaa ja tarjoavat uusia mahdollisuuksia muodostaa rakeisen seoksen mallin uusien tuotteiden muodostamiseksi lääketeollisuudessa ”, Beuys lisää. "Olemme erityisen innoissamme havaintojen mahdollisesta vaikutuksesta geologisiin tieteisiin - nämä epävakaudet auttavat meitä ymmärtämään, miten planeetan rakenne on muodostunut maan pitkän historian aikana ja ennustaa, miten muut muodostuvat tulevaisuudessa."