Løsning af snekuglens gåde

Hvis du har rystet en snekugle, du har nydt at se sine små partikler langsomt synke til bunden. Men driver alle små objekter på samme måde og i samme tempo?

En ny undersøgelse fra Tel Aviv Universitet finder, at sedimentering af asymmetriske objekter i væske er meget forskellig fra symmetriske objekter som kugler. Forskningen løser et mangeårigt puslespil om årsagen og omfanget af "stormfuldhed" i sedimentering, og kan være nyttig til at forbedre vandrensning og industrielle processer, der er afhængige af suspensioner, som er væsker, der indeholder små faste partikler. Forskningen kan også have brug for undersøgelsen af ​​geologiske aflejringer, fordi variationer i koncentrationen af ​​partikler fra sted til sted påvirker sedimentationens forløb.

Undersøgelsen blev ledet af prof. Haim Diamant fra TAU's School of Chemistry i samarbejde med prof. Thomas Witten fra University of Chicago, og ledet af TAU -doktorand Tomer Goldfriend. Det blev sponsoreret af US-Israel Binational Science Foundation (BSF) og offentliggjort i Fysisk gennemgangsbreve .

Roen og stormen

"Vores forskning tydeliggør en fælles, komplekst fænomen og tilbyder måder at kontrollere det på, "Prof. Diamant sagde." Vi har demonstreret, at sedimentationens 'stormhed' er specifik for symmetriske genstande som kugler og ellipsoider. Det forsvinder i det mere generelle tilfælde af asymmetriske objekter, som kan have vilkårlige former. Asymmetriske objekter gør sedimenteringsprocessen mere ensartet og mindre kaotisk. "

Visse kemiske reaktorer og vandbehandlingsanlæg er afhængige af processer, der er tæt forbundet med sedimentering, Prof. Diamant forklarede. "Disse kaldes 'fluidiserede senge, 'hvor bundfældningspartikler får svæver i væsken ved en modsat opadgående væskestrøm, hvilket letter deres kemiske aktivitet. Fluidiserede senge anvendes til fremstilling af polymerer såsom gummi og polyethylen. De bruges også til at forbedre effektiviteten af ​​vand- og affaldsbehandlingsfaciliteter. Vores arbejde kan føre til forbedringer af sådanne processer ved at kontrollere ensartetheden af ​​partikler fordelt i væsken. "

Teamet studerer i øjeblikket de organisatoriske egenskaber ved andre slags materialer. "Vi har nu til hensigt at lede efter andre fysiske scenarier end sedimentering, der kan vise en lignende slags" selvtæmning "-det vil sige, en tendens hos materialets bestanddele til selvorganisering i ekstremt ensartede konfigurationer, "Sagde prof. Diamant." Det grundlæggende spørgsmål er, om den adfærd, vi har fundet, er unik for sedimenteringsprocessen eller kan findes i en meget bredere klasse af materialer. Vi tror - vi håber - at det sidste er sandt. "