Populære Innlegg

Redaksjonens - 2018

Forskere finner en måte å pakke korn og narkotika mest effektivt på

Anonim

Forskere har oppdaget en måte å løse et problem på som har baffled mennesker for så lenge det er nevnt i Bibelen: å oppnå den mest effektive pakken av gjenstander som korn og farmasøytiske stoffer.

annonse


Leadforsker Dr Mohammad Saadatfar fra Australian National University (ANU) sa at kunnskapen kunne være avgjørende for å bygge skyskrapere på sand, forstå hvordan korn ble lagret i siloer, eller hvordan stoffer ble pakket og levert til bestemte mål i kroppen.

"Det er gal - sand er et av de vanligste byggematerialene i verden og narkotika blir ofte pakket i form av piller, men vi forstår egentlig ikke hvordan montering av korn eller piller oppfører seg, " sa Dr Saadatfar fra ANU Forskerskole for fysikk og ingeniørfag.

Det internasjonale teamet med fysikere og matematikere brukte høyoppløselige CT-skanninger for å avdekke hvordan sfæriske partikler i et uordnet arrangement avgjør og komprimerer seg til bestilte mønstre.

"Nå tror vi at vi har avdekket mekanismene som ligger til grunn for overgangen fra uordnet pakking av korn til bestilte strukturer, " sa han.

"Når kuler - som fotballkuler, kulelagre eller atomer - er pakket inn i et rom, er den mest effektive pakningen i et veldig bestilt mønster, kjent som ansikts-centrert kubikk.

"Natrium- og kloridatomer i saltkrystaller er også ordnet og bestilt på den måten."

Når de organiserte på den måten, hadde sfærene et minimum av hull mellom dem og tok opp over 74 prosent av rommet, sa Saadatfar.

"Når det gjelder å bosette seg raskt, danner kuler imidlertid ikke naturlig det arrangementet, og oppnår bare 64 prosent i beste fall, et arrangement kjent som tilfeldig lukket pakking, " sa han.

Laget hadde tidligere vist at pakken på 64 prosent ikke er et tilfeldig arrangement. Faktisk har sfærer en tendens til å danne seg i tettstående arrangementer av tetrahedra selvorganisert i ringer på fem.

"I lang tid syntes forskere at pakningsfeltene mer effektivt var umulig å forekomme naturlig og ekstremt vanskelig å observere i laboratoriet, " sa Saadatfar.

"Det er fordi det er vanskelig å flytte til den perfekt bestilte strukturen. Det krever å bryte de uordnede mønstrene som utviklet seg naturlig og det er mekanisk robust.

"Du trenger å legge til akkurat den rette mengden energi for det - for lite energi og pakken forblir uordnet, for mye, vil krystallet heller ikke dannes."

Dr Saadatfar sa at overgangen til et strammere pakningsarrangement ble nevnt i Bibelen.

"Lukas 6:38 sier" Et godt mål, presset ned, rystet sammen og løp over, vil bli halt i fanget ditt. For med det mål du bruker, vil det bli målt til deg. " Det nevner alle eksperimentelle protokoller som vi brukte i laboratoriet - presset ned, ristet, helles, sa Saadatfar.

"Jeg er ikke sikker på at forfatterne av Bibelen hadde spikret det matematiske grunnlaget for det."

Laget brukte det relativt nye feltet matematikk kjent som homologi for å tolke 3D-røntgenmikroskopbilder og storskala datamasimasjoner.

Dr Saadatfar sa for forskjellige partikkelformer, matematikken ble mye mer kompleks.

"Når du ser på fotball eller M & Ms, har vi mye arbeid å gjøre, " sa Saadatfar.

"Jeg skal holde min avdeling levert med M & Ms for de neste årene."

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Australian National University . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. M. Saadatfar, H. Takeuchi, V. Robins, N. Francois, Y. Hiraoka. Pore ​​konfigurasjon landskap av granulær krystallisering . Naturkommunikasjon, 2017; 8: 15082 DOI: 10, 1038 / NCOMMS15082


Legg Igjen Din Kommentar