Fizikai atrado, kad smėlio granulės, būdamos maišytos, elgiasi kaip skirtingo tankio skysčiai - jie burbuliukai ir plūdės.

Birių medžiagų, pvz., smėlio ir katalizatoriaus dalelių, naudojamų chemijos srityse, judėjimas

reaktoriai, yra įvairiųgamtos reiškiniai – nuo ​​nuošliaužų iki ugnikalnių išsiveržimų. Tas pats mechanizmas naudojamas pramoniniuose procesuose nuo farmacijos gamybos iki anglies surinkimo. Kietųjų medžiagų judėjimas ir maišymasis dažnai turi stulbinančių panašumų su skysčiais, kaip tai vyksta judančiose smėlio kopose, lavinose ir smėliuose. Tuo pačiu metu tokių granuliuotų srautų fizika nėra tokia aiški kaip skysčio srautai.

Naujausias chemijos profesoriaus Chriso Boyce'o atradimas.Kolumbijos universiteto inžinerijoje paaiškina naujos gravitacinio nestabilumo šeimos įvairaus tankio granuliuotose dalelėse, kurias varo dujos, prigimtį. Panašūs procesai skysčiuose nevyksta. Bendradarbiaudama su ETH Ciuricho energetikos ir inžinerijos profesoriaus Christopho Müllerio grupe, Beuyso komanda atrado netikėtą Rayleigh-Taylor tipo nestabilumą, kai lengvesni grūdai kyla per sunkesnius grūdus „pirštų“ ir „grūdų burbuliukų“ pavidalu. Rayleigh-Taylor nestabilumas atsiranda dėl dviejų skirtingo tankio skysčių, kurie nesimaišo – pavyzdžiui, aliejaus ir vandens, sąveikos, nes lengvesnis skystis atstumia sunkesnįjį. To dar niekada nebuvo matyti tarp dviejų sausų granuliuotų medžiagų.

Boyce'o tyrimas pirmą kartą parodė, kad „burbulas“nuo lengvo smėlio gali kilti per sunkų smėlį, jei abiejų rūšių smėlis yra veikiamas vertikalios vibracijos ir aukštyn nukreipto dujų srauto. Mokslininkai išsiaiškino, kad kaip oro ir naftos burbuliukai pakyla vandenyje, nes yra lengvesni už vandenį ir nenori su juo maišytis, taip ir lengvo smėlio burbuliukai pereina per sunkų smėlį, net jei abu smėlio tipai yra kruopščiai bandomi sumaišyti.

„Tikime, kad mūsų atradimas pasikeismokslas“, – pažymi Boyce'as. „Radome „granuliuotą“ skysčio mechaninio nestabilumo analogą. „Mūsų rezultatai gali ne tik paaiškinti geologinius darinius ir procesus, kuriais grindžiamas mineralinių telkinių susidarymas, bet ir gali būti naudojami miltelių apdorojimo technologijoje energetikos, statybos ir farmacijos pramonėje.

Tyrėjai taip pat nustatė, kad dujossmėlį veikiantis srautas taip pat sukuria kitus gravitacinius nestabilumus, įskaitant kaskadinį žemyn nukreipto granuliuoto lašelio išsišakojimą. Jie taip pat parodė, kad Rayleigh-Taylor nestabilumas, kaip nestabilumas, atsiranda esant įvairiems dujų srauto greičiams ir vibracijos sąlygoms, formuojant skirtingas struktūras skirtingomis sužadinimo sąlygomis.

„Šie nestabilumai gali būti taikomiskirtingoms sistemoms, atskleidžia granuliuotos aplinkos dinamiką ir siūlo naujas galimybes granuliuotuose mišiniuose sukurti modelį, kad farmacijos pramonėje susidarytų nauji produktai “, - priduria Beuys. „Mes ypač džiaugiamės galimu mūsų išvadų poveikiu geologijos mokslams - šie nestabilumai padės mums suprasti, kaip planetos struktūra susiformavo per ilgą Žemės istoriją ir prognozuoja, kaip kiti formuossi ateityje.“