اكتشف الفيزيائيون أن حبيبات الرمل تتصرف مثل السوائل ذات الكثافة المختلفة عند خلطها - فهي تطفو وتطفو.

حركة في تدفق المواد السائبة مثل الرمل والجزيئات الحفزية المستخدمة في المواد الكيميائية

المفاعلات تكمن وراء مجموعة واسعةالظواهر الطبيعية - من الانهيارات الأرضية إلى الانفجارات البركانية. يتم استخدام نفس الآلية في العمليات الصناعية - من إنتاج الأدوية إلى عزل الكربون. غالبًا ما تظهر حركة وخلط المواد الصلبة السائبة أوجه تشابه مذهلة مع السوائل ، كما يحدث في تحريك الكثبان الرملية والانهيارات الثلجية والرمال المتحركة. في الوقت نفسه ، فإن الفيزياء وراء هذه التدفقات الحرة ليست واضحة تمامًا مثل التدفقات السائلة.

الاكتشاف الأخير لكريس بويس ، أستاذ مشارك في الكيمياءفي جامعة كولومبيا ، تشرح طبيعة عائلة جديدة من عدم الثبات في الجسيمات الحبيبية ذات الكثافة المختلفة التي تحركها الغاز. عمليات مماثلة لا تحدث في السوائل. بالتعاون مع مجموعة من أساتذة الطاقة والهندسة كريستوف مولر من المدرسة التقنية العليا السويسرية في زيوريخ ، اكتشف فريق Beuys عدم استقرار غير متوقع ، على غرار Rayleigh-Taylor ، عندما ترتفع الحبوب الأخف من خلال الحبوب الأثقل في شكل "أصابع" و "فقاعات حبيبية". ينشأ عدم استقرار رايلي تايلور من تفاعل سائلين من كثافات مختلفة لا يختلطان - على سبيل المثال ، الزيت والماء ، لأن السائل الأخف يصد السائل الأكثر ثقلًا. هذا لم يسبق له مثيل من قبل بين اثنين من المواد الحبيبية الجافة.

أظهر بحث Beuys لأول مرة أن "الفقاعة"من الرمال الخفيفة يمكن أن يرتفع من خلال الرمال الثقيلة ، شريطة أن يكون كلا النوعين من الرمال عرضة للاهتزاز العمودي وتأثيرات تدفق الغاز التصاعدي. اكتشف العلماء أنه مع ارتفاع فقاعات الهواء والنفط في الماء ، لأنها أخف من الماء ولا تريد الاختلاط بها ، تمر فقاعات الرمال الخفيفة عبر الرمال الثقيلة ، حتى لو تم خلط نوعين من الرمال بعناية.

نحن نعتقد أن اكتشافنا يتحولالعلم ، "تلاحظ بويس. "لقد وجدنا تناظرية" حبيبية "لعدم الثبات الميكانيكي للسوائل. لا يمكن لنتائجنا أن تفسر فقط التكوينات الجيولوجية والعمليات الكامنة وراء تشكيل الرواسب المعدنية ، ولكن يمكن أيضًا استخدامها في تكنولوجيا معالجة البودرة في صناعات الطاقة والبناء والأدوية ".

وجد الباحثون أيضا أن الغازكما أن التدفق الذي يعمل على الرمال يخلق أيضًا حالات عدم ثقل جاذبية أخرى ، بما في ذلك المتتالية المتتالية من هبوط حبيبي تنازلي. كما أظهروا أن عدم استقرار رايلي تايلور حيث يحدث عدم الاستقرار في مجموعة واسعة من ظروف تدفق الغاز والاهتزاز ، وتشكيل هياكل مختلفة في ظل ظروف الإثارة المختلفة.

"هذه الثغرات التي يمكن تطبيقهايضيف Beuys إلى الأنظمة المختلفة ، وإلقاء الضوء على ديناميات البيئة الحبيبية ، وتوفير إمكانيات جديدة لتشكيل نمط داخل الخلائط الحبيبية لتشكيل منتجات جديدة في صناعة الأدوية. "نحن متحمسون بشكل خاص للتأثير المحتمل لنتائجنا على العلوم الجيولوجية - حيث ستساعدنا هذه الاضطرابات على فهم كيف تشكلت بنية الكوكب على مدار تاريخ الأرض الطويل وتوقعت كيف سيتشكل الآخرون في المستقبل."

إشعار فيسبوك للاتحاد الأوروبي! تحتاج إلى تسجيل الدخول لعرض ونشر تعليقات الفيسبوك!