Al passejar per la platja, les petjades no diuen com la sorra que hi ha sota de la superfície hauria d'haver-se mogut. Moviments similars es produeixen en moltes altres substàncies naturals i artificials, com ara la neu, materials de construcció i fins i tot sitjes de cereals.
Per examinar en gran mesura aquests moviments granulars desconeguts i amagats, els acadèmics del Centre de Sydney en Geomecànica i Materials Minerals (SciGEM), incloent el Professor d'Enginyeria Civil, Itai Einav i l'Associat de recerca postdoctoral, el Dr. James Baker han desenvolupat un nou mètode de rajos X que permet als científics veure els fluxos granulars interns. Es denomina reografia de raigs-X, o "flux d'escriptura". Aquest enfocament recull informació mitjançant la radiografia d'alta velocitat de 3 punts i, a continuació, reuneix aquesta informació resolent un trencaclosques de Sudoku.
Imaginar com es distribueix el cafè en els molins, els arrosos en les sitges i els minerals en els transportadors. Durant molt de temps s'ha sabut que els grans s'amaguen dins del moviment massiu, però fins ara no s'ha entès exactament com. Aquesta regrafia de raigs-X, és la primer mètode físic per resoldre això.
Aquest avanç és el més recent que ha sorgit de l'equip del laboratori "DynamiX", una instal·lació única i personalitzada que es va establir en el 2015 per investigar com es mouen i circulen, els mitjans granulars. El laboratori està format per una gran sala de raigs-X folrada per plom, amb tres parells mòbils de fonts de detecció que permeten consultar nombrosos diferents experiments diferents, conjuntament amb una sala de control externa.
La nova tècnica de la reografia de raigs-X, té la capacitat de formar una imatge tridimensional dels grans mòbils, que ha ajudat als investigadors a comprendre millor com les partícules flueixen i es comporten en diverses circumstàncies. En molts exemples, s'ha trobat que els mitjans granulars tendeixen a fluir en patrons i ones úniques.
A diferència dels fluids, es va descobrir que els fluxos tridimensionals granulars i confinats, sorgeixen dels pulmons granulars a través dels cicles de contracció i expansió. Una vegada més, a diferència dels líquids, també es va trobar que els grans tendeixen a recórrer línies paral·leles.
Experimentant amb diversos materials granulars, l'equip també va trobar que la forma és un factor important en la determinació del cabal, per exemple, els grans allargats d'ordi es mouen més ràpidament que els esfèrics. En altres situacions, els diferents tipus de grans poden tendir a agrupar-se, o "segregar-se", igual que quan es buida una caixa de cereals.
Els resultats dels investigadors es poden aplicar a diverses indústries, com ara ajudar a desenvolupar millors solucions de sitges per a grans comestibles, evitant el malbaratament i el deteriorament, tant en l'agricultura com en la fabricació d'aliments a gran escala, així com fer un transport i un emmagatzematge més eficaç dels recursos miners.
Fins ara, la comprensió dels moviments granulars en materials opacs, ha estat un repte per a moltes indústries com són l'enginyeria, la ciència, la mineria i fins i tot l'agricultura.
Els potencials beneficis, abasten moltes àrees, ja sigui per entendre la barreja de la pols farmacèutica o el transport eficient de grans d'aliments o materials de construcció.
El professor Einav, espera que el creatiu enfocament del seu equip en l'ús d'un joc de lògica per respondre a un tema científic molt incomprès, podria ajudar a repensar altres enfocaments de recerca: "Hem aplicat amb èxit un enfocament nou per a un tema en curs, així que hem de preguntar-nos, com poden ajudar altres jocs fent nous avenços? "
El paper, la reografia de raigs-X, descobreix els fluxos granulars plans, malgrat les parets que no són planes. Aquest treball, va ser coproduït pel professor Itai Einav, el Dr James Baker, el doctor François Guillard i el doctor Benjy Marks i publicat a Nature Communications el 30 de novembre.
Font: Universitat de Sydney
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada