Oamenii de știință au rezolvat puzzle-ul „Brazilia-nucă” – modul în care cele mai mari nuci se ridică la vârf

Oamenii de știință au surprins mai întâi dinamica complexă a mișcării particulelor în materialele granulare și au ajutat să explice de ce nucile mixte văd nuci braziliene mari adunate deasupra. Constatările ar putea avea un impact vital asupra industriilor care se luptă cu fenomene precum industria farmaceutică și minieră.

Mulți își vor înmuia mâinile într-o pungă de nuci amestecate și nu au decât experiența de a găsi nuci de Brazilia deasupra. Acest efect poate fi observat și în cutiile de cereale, unde bucăți mai mari se ridică la vârf. Pe scurt, acest fenomen al particulelor separate prin mărimea lor se numește „efectul nuci de Brazilia” și are, de asemenea, o mare importanță pentru industriile în care amestecarea inegală poate reduce drastic calitatea produsului.

Acum, pentru prima dată, oamenii de știință de la Universitatea din Manchester au folosit o imagine 3D sensibilă la timp pentru a arăta cum se ridică nucile braziliene printr-o grămadă de nuci. Lucrarea arată importanța formei particulelor în procesul de amestecare.

O dificultate obișnuită în inspectarea materialelor granulare este observarea evenimentelor care apar cu particulele din interiorul grămezii, care nu sunt ușor vizibile. Acest nou studiu publicat în jurnal Rapoarte științifice O descoperire importantă în înțelegerea noastră este utilizarea tehnicilor avansate de imagistică la noua instituție națională de cercetare pentru tomografie computerizată cu raze X pe laborator (NXCT) de la Institutul Henry Royce.

Profesorul Regius Philip Whiterz a spus: „În acest studiu, am observat mișcarea de nuci și arahide din Brazilia în timp prin tomografie computerizată cu raze X, deoarece pachetul a fost mutat de mai multe ori. Acest lucru ne-a permis să vedem pentru prima dată procesul de nuci braziliene care trec prin alune pentru a urca în vârf. ”

Echipa a înregistrat o experiență imagistică unică care a demonstrat evoluția temporală a amestecului de nuci în 3D. În timp ce nucile se ciocolează în jos, trei nuci mari braziliene pot fi văzute crescând în sus. Prima piuliță braziliană atinge maximum 10% din înălțimea patului după 70 de cicluri de tăiere, în timp ce celelalte două piulițe braziliare ating această înălțime după 150 de cicluri de tăiere. Restul nucilor braziliene par a fi prinse în jos și nu în sus.

Autorul principal al studiului, Dr. Parmesh Gajjar, adaugă: „În mod critic, direcția nucii de Brazilia este cheia creșterii sale. Nucile braziliene încep inițial pe orizontală, dar am constatat că nu încep să se ridice până nu se rotesc suficient pe axa verticală. Când ajung la suprafață, se întorc în linie dreaptă.

„Studiul nostru subliniază rolul important al formei și orientării particulelor în segregare. În plus, abilitatea de a urmări mișcarea în format 3D deschide calea pentru noi studii experimentale ale amestecurilor izolate și deschide ușa către simulări mai precise și modele predictive puternice. Acest lucru permite o proiectare mai bună a echipamentelor industriale pentru a minimiza separarea dimensională și astfel duce la aceleași amestecuri. Acest lucru este foarte important pentru multe industrii, de exemplu, pentru a asigura o distribuție uniformă a ingredientelor active în tablete medicinale, precum și în procesarea alimentelor, minerit și construcții. “

Referință: 19 aprilie 2021, Rapoarte științifice.
DOI: 10.1038 / s41598-021-87280-1

Materialele avansate sunt unul dintre domeniile de cercetare de la Universitatea din Manchester – exemple de descoperiri, colaborări interdisciplinare și colaborări interdisciplinare care abordează cele mai mari provocări cu care se confruntă planeta.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Zirconii antici datează începutul tectonicii plăcilor în urmă cu 3,6 miliarde de ani – un eveniment critic pentru a face pământul ospitalier pentru viață

Zirconii examinați de echipa de cercetare, fotografiați cu catodoluminiscență, tehnică cu care echipa a putut vizualiza interiorul cristalelor cu un microscop electronic cu scanare...

Putem face opioidele mai puțin dependente? [Video]

În 2017, milioane de oameni din întreaga lume erau dependenți de opioide și 115.000 au murit din cauza unui supradozaj. Opioidele sunt cele mai puternice...

Măsurile neconvenționale împotriva pandemiei și apărării nucleare pot proteja omenirea de catastrofe catastrofale

Lansarea mânerului SM-3 Block IB de la un crucișător cu rachete ghidate USS Lake Erie (CG 70). Credit: Marina SUA În curând viața pe...

Situl de legare a anticorpilor conservat în variantele de virus COVID-19 – impact mare pentru vaccinurile viitoare

O echipă de cercetare Penn State a descoperit că proteinele N din barza-covi-2 sunt stocate în toate coronavirusurile epidemice legate de îngrășăminte (sus, stânga:...

Mișcări ale electronilor de ceas în interiorul unui atom: viteza obturatorului de o milionime dintr-o miliardime de secundă

Reprezentarea artistică a experimentului. Întârzierea inerentă între emisia celor două tipuri de electroni duce la o elipsă caracteristică în datele analizate. În...

Newsletter

Subscribe to stay updated.