화학 응용 분야에 사용되는 모래 및 촉매 입자와 같은 벌크 물질 흐름의 움직임
화학과 부교수 Chris Boyce의 최근 발견입니다.컬럼비아 대학에서 공학 박사 학위를 취득한 그는 가스에 의해 구동되는 다양한 밀도의 입상 입자에서 중력 불안정성의 새로운 계열의 특성을 설명합니다. 액체에서는 유사한 과정이 발생하지 않습니다. 보이스 팀은 취리히 공과대학(ETH Zurich)의 에너지 및 엔지니어링 교수인 크리스토프 뮐러(Christoph Müller) 그룹과 협력하여 "손가락"과 "곡물 거품"의 형태로 가벼운 입자가 무거운 입자를 통해 상승하는 예상치 못한 레일리-테일러와 같은 불안정성을 발견했습니다. 레일리-테일러 불안정성은 밀도가 다른 두 액체(예: 기름과 물)가 섞이지 않는 상호 작용으로 인해 발생합니다. 가벼운 액체가 무거운 액체를 밀어내기 때문입니다. 이는 두 개의 건조한 입상 물질 사이에서 이전에는 볼 수 없었던 것입니다.
Boyce의 연구는 처음으로 "거품"이두 가지 유형의 모래 모두 수직 진동과 위쪽으로의 가스 흐름을 겪는다면 가벼운 모래에서 무거운 모래를 통해 올라갈 수 있습니다. 과학자들은 공기와 기름의 기포가 물보다 가벼워서 섞이지 않기 때문에 물 속에서 떠오르는 것처럼, 두 종류의 모래를 철저히 섞으려고 해도 가벼운 모래에서 나온 기포가 무거운 모래를 통과한다는 사실을 발견했습니다.
“우리는 우리의 발견이 변화할 것이라고 믿습니다.과학입니다.”라고 Boyce는 말합니다. “우리는 액체 기계적 불안정성의 "세부적인" 유사점을 발견했습니다. "우리의 결과는 광물 매장지 형성의 기초가 되는 지질 구조와 과정을 설명할 수 있을 뿐만 아니라 에너지, 건설 및 제약 산업의 분말 가공 기술에도 사용될 수 있습니다."
연구진은 또한 가스가모래에 작용하는 흐름은 또한 아래쪽으로 세분화된 물방울의 계단식 분기를 포함하여 다른 중력 불안정성을 생성합니다. 그들은 또한 불안정성으로서의 레일리-테일러 불안정성이 광범위한 가스 유속 및 진동 조건에서 발생하여 서로 다른 여기 조건에서 서로 다른 구조를 형성한다는 것을 보여주었습니다.
"적용 할 수있는 이러한 불안정성다양한 시스템으로 세분화 된 환경의 동력을 밝혀 내고 제약 업계에서 신제품을 형성하기위한 세분 혼합물 내에서 패턴을 형성 할 수있는 새로운 가능성을 제시합니다. "라고 Beuys는 덧붙입니다. "우리는 지질학에 대한 우리 연구 결과의 잠재적 영향에 대해 특히 흥분하고 있습니다. 이러한 불안정성은 지구의 오랜 역사를 통해 행성의 구조가 어떻게 형성되었는지를 이해하고 다른 사람들이 미래에 어떻게 형성 될 것인지를 예측하는 데 도움이 될 것입니다."