תנועה בזרימה של חומרים בתפזורת כגון חול וחלקיקי זרז המשמשים ביישומים כימיים
תגלית לאחרונה של כריס בויס, פרופסור חבר לכימיה.בהנדסה באוניברסיטת קולומביה, מסביר את טבעה של משפחה חדשה של חוסר יציבות כבידה בחלקיקים גרגירים בצפיפות משתנה המונעים על ידי גז. תהליכים דומים אינם מתרחשים בנוזלים. בשיתוף עם הקבוצה של פרופסור לאנרגיה והנדסה כריסטוף מולר ב-ETH ציריך, הצוות של Beuys גילה אי יציבות בלתי צפויה דמוית ריילי-טיילור שבה גרגרים קלים יותר עולים דרך גרגרים כבדים יותר בצורה של "אצבעות" ו"בועות גרגרים". חוסר היציבות של ריילי-טיילור נובעת מאינטראקציה של שני נוזלים בצפיפות שונה שאינם מתערבבים - למשל שמן ומים, מכיוון שהנוזל הקל יותר דוחה את הכבד יותר. זה מעולם לא נראה בעבר בין שני חומרים גרגירים יבשים.
המחקר של בויס הראה לראשונה כי "הבועה"מחול קל יכול לעלות דרך חול כבד, בתנאי ששני סוגי החול נתונים לרטט אנכי ולזרימת גז כלפי מעלה. מדענים גילו שכשם שבועות אוויר ושמן עולות במים בגלל שהן קלות יותר ממים ואינן רוצות להתערבב איתם, בועות מחול קל עוברות דרך חול כבד, גם אם מנסים לערבב היטב את שני סוגי החול.
"אנחנו מאמינים שהתגלית שלנו תשתנהמדע", מציין בויס. "מצאנו אנלוגי "גרגירי" של אי יציבות מכנית נוזלית. "התוצאות שלנו יכולות לא רק להסביר את התצורות הגיאולוגיות והתהליכים העומדים בבסיס היווצרות מרבצי מינרלים, אלא גם יכולות לשמש בטכנולוגיית עיבוד אבקה בתעשיות האנרגיה, הבנייה והתרופות".
החוקרים מצאו גם את הגז הזההזרימה הפועלת על החול יוצרת גם אי יציבות כבידה אחרת, כולל הסתעפות מדורגת של הטיפה הגרגירית כלפי מטה. הם גם הראו שאי-יציבות ריילי-טיילור כאי-יציבות מתרחשת על פני מגוון רחב של קצבי זרימת גז ותנאי רטט, ויוצרים מבנים שונים בתנאי עירור שונים.
"אלה אי יציבות כי ניתן ליישםלמערכות שונות, לשפוך אור על הדינמיקה של הסביבה הגרעינית ולהציע אפשרויות חדשות להיווצרות תבנית בתערובות הגרעיניות להיווצרות מוצרים חדשים בתעשיית התרופות ", מוסיף בויס. "אנו שמחים במיוחד על ההשפעה הפוטנציאלית של הממצאים שלנו על המדעים הגיאולוגיים - אי-יציבות אלה יעזרו לנו להבין כיצד המבנה של הפלנטה נוצר על פני ההיסטוריה הארוכה של כדור הארץ וחזה כיצד אחרים ייווצרו בעתיד".