Blasen der leichtere sand bilden sich auch in schwerer sand.Bild: Alex Zürich
Ingenieure beobachteten Blasen von sand, die sich innerhalb anderer sand, wie öl-Tröpfchen in Wasser, in einem ersten-of-its-Kind-Beobachtung.
Es ist schwierig für Wissenschaftler, um zu verstehen, die das Verhalten von unzähligen kleinen, sich bewegenden Teilchen, und wir sind immer noch neue Dinge zu lernen, die über die Materialien, wie sand, wie einige unserer vergangenen Geschichten zeigen. In einem neuen experiment, Wissenschaftler beobachteten zwei Arten von Sand zu interagieren, wo man sand würde Blasen bilden in der anderen sand. Ein besseres Verständnis der Bewegungen dieser granularen Materialien führen könnte, die zu wichtigen Ergebnissen.
“Es gibt eine Vielzahl von verschiedenen Faktoren der Motivation” für das Studium, wie zwei Sande bewegen sich um einander, Autor der Studie Christopher Boyce, assistant professor in chemical engineering an der Columbia University, sagte Gizmodo. Umfasst den Bau -, Pharma -, und auch alternative Energien.
Das experiment Bestand aus einem paar von Sand, einem weißen “schweren” sand oben eine schwarze “light” – sand, in einem durchsichtigen Rechteck. Der schwarze sand war etwas größer, aber leichter, Körner als der weiße sand. Eine Maschine schüttelte das Rechteck nach oben und unten, während die Luft fließt nach oben durch den sand. Die Forscher beobachteten, wie granular “Blasen” und “Finger”, bestehend aus dem Feuerzeug black sand floss nach oben durch die schwereren weißen Körner.
Das Ergebnis sah viel wie eine Rayleigh–Taylor-Instabilität, so das Papier, veröffentlicht in der Proceedings of the National Academy of Sciences. Das ist ein Verhalten, das Auftritt, wenn leichtere Flüssigkeiten schieben Sie in eine schwerere Flüssigkeit. Diese Art von Instabilitäten bilden, wenn Sie Wasser auf öl, zum Beispiel.
Außer zwei Sande sind nicht Wasser -, öl -, Boyce erklärt, was das ist, was macht die Forschung spannend—Wasser und öl nicht, wie zu mischen, aber diesen Sand sonst nichts dagegen mischen. In diesem Fall, Computersimulationen gezeigt, die strömenden Gases bevorzugt durch die leichtere Teilchen, und kombiniert mit den Vibrationen, es fängt Druck bis in eine wellenartige Form. Die nach oben gerichteten Kräfte des gas-und Licht-Partikel, kombiniert mit der nach unten-Kräfte der schwereren sand, verursachen diese Wellen drehen sich in die Finger, und dann kneifen Sie Weg zu Blasen. Und diese wurden Blasen von sand, nicht das gas; die Wissenschaftler gezielt gesteuert wird der jet um zu verhindern, dass die Bildung von Gasblasen.
Scheint einfach, aber es ist das erste mal Blasen haben gezeigt, bilden sich an der Schnittstelle zwischen einem paar von körnigen Feststoffen, Boyce sagte.
Obwohl das klingt wie ein sehr spezifisches setup, das würde nicht auftreten, in der realen Welt, Gase Blasen unter ein paar verschiedenen granularen Materialien können verwendet werden in Industrieanlagen zum mischen von Chemikalien gedacht, um miteinander reagieren. Boyce sagte.
Das team wird weiterhin erforscht werden, welche Arten von Flüssigkeit-wie Verhalten auch in körnigen Feststoffen. Nach allem, wenn Forscher finden neuartigen Verhaltensweisen, Roman verwendet, für die Sie oft Folgen.
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