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SudokuX-Ray揭示了不透明材料中的运动

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-03-11浏览次数:1148

当我们沿着海滩散步时,我们的脚印告诉我们表面下方的沙子必须移动但不能完全移动或移动。许多其他天然和人造材料也会发生类似的运动,例如雪,建筑材料,药用粉末甚至谷物。

为了研究这些本质上未知的粒状运动,来自悉尼地质力学和采矿材料中心(SciGEM)的学者,包括土木工程教授,Itai Einav和博士后研究员James Baker博士开发了一种新的X射线方法,使科学家们能够看到它在粒状流中。命名为X射线流变学或“写入流程”,他们的方法使用3点高速射线照相来收集信息,然后通过解决数独谜题来组装信息。

“想象一下研磨机中的咖啡,筒仓中的米饭和输送机上的矿物质 - 很长一段时间我们都知道隐藏在整个身体内的颗粒会移动,但直到现在我们还没有准确地理解它。我们的X射线流变学是第一个解决这个问题的物理方法,“Einav教授解释说。

这一突破是该团队“DynamiX”实验室的最新成果,该实验室是一个独特的定制设施,成立于2015年,用于研究流动的颗粒介质。该实验室由一个大型铅衬X射线室组成,带有三个可移动的源 - 探测器对,可以查询许多不同的实验和一个外部控制室。

新的X射线流变技术能够形成移动粒子的三维图像,这有助于研究人员更好地了解粒子在各种条件下的流动和行为。在许多情况下,他们发现粒状介质倾向于以独特的图案和波浪流动。

“与流体不同,我们发现受限制的三维稳定颗粒流是通过收缩和膨胀循环产生的,即'颗粒肺'。同样,与流体不同,我们还发现粒子倾向于沿着平行线传播,甚至接近弯曲的边界。/P>

通过对各种颗粒材料的实验,该团队还发现形状是决定流动的重要因素,例如,细长的大麦颗粒比球形颗粒移动得更快。在其他情况下,不同类型的谷物可能具有聚集在一起或“分离”的趋势,如在清空谷物盒时。

研究人员的研究结果可以应用于许多行业,例如帮助开发更好的食用粮食筒仓解决方案,防止农业和大规模食品制造中的浪费和腐败,以及更有效的矿物资源运输和储存。

“到目前为止,了解不透明材料中的颗粒运动一直是许多行业的挑战,例如工程,科学,采矿甚至农业,”James Baker博士解释说。

“潜在的好处涉及许多领域,无论是了解药用粉末的混合还是有效地运输食品谷物或建筑材料。”

Einav教授希望他的团队使用逻辑游戏回答长期误解的科学问题的创造性方法可能有助于重新思考其他研究方法。 “我们已经成功地将一种新方法应用于一个连续的问题 - 所以我们必须问其他游戏如何帮助我们取得进一步的突破?”