Физики увидели образование песчаных капель

Капли песка. Фрагмент видео авторов исследования

В рамках работы изучались тонкие потоки сыпучего материала в свободном падении. В качестве материала выступал песок или мелкие стеклянные шарики диаметром около 100 микрометров. Вместе с падающим потоком двигалась специальная камера, которая способна снимать видео с большим количеством кадров в секунду. Данная установка была разработана специально для исследования и обошлась создателям в 80 тысяч долларов. Видео процесса доступно здесь.

В результате исследователи установили, что поток гранул можно рассматривать как жидкость с очень малым поверхностным натяжением (примерно в 100 тысяч раз меньше, чем у обычных жидкостей). Кроме этого, ученые сравнили полученные данные с результатами измерений сил взаимодействия между частицами, выполненными при помощи атомно-силового микроскопа.

Им удалось установить, что эти силы, роль которых в предыдущих исследованиях считалась незначительной, очень важны. Небольшие изменения в характере взаимодействия частиц приводили к существенным изменениям в формировании капель. В настоящее время, однако, установить суть взаимосвязи ученые не смогли.

Новые результаты могут найти широкое применение в промышленности, где транспортировка и применение сыпучих материалов представляют значительные трудности. Например, результаты работы могут позволить контролировать количество гранул лекарства, которое засыпается в капсулы. В настоящее время во многих отраслях почти 60 процентов потерь и отходов связаны с принципиальным неумением людей работать с сыпучими материалами из-за отсутствия подходящей теоретической базы.

Ссылки по теме

- Stream of Sand Behaves Like Water - пресс-релиз Национального научного фонда, 24.06.2009
- Ученые нашли сверхбыстрые дождевые капли - Lenta.ru, 15.06.2009
- Физики объяснили механизм разбивания дождевых капель - Lenta.ru, 27.04.2009

Орининал статьи находится на сайте Lenta.ru.