Зерновой наука

Там больше к оснастке, треска и поп-музыки воздушная кукуруза чем встречает ухо. Недавнее исследование, проведенное в Сан-Диего государственный университет гражданского строительства профессор Хулио Вальдеса использовал дробленого зерна, чтобы обнаружить новое явление в области материаловедения: высокопористые, хрупкие материалы могут деформироваться по-разному в зависимости от скорости прессования. Иными словами, скорость, при которой одна сокрушает трубка полна каши, например, может иметь последствия для производства или даже оценки безопасности снега после того, как лавина.

В 2011 году Вальдес и бывший аспирант SDSU Йохан Галлай экспериментировали с уплотнением с использованием рисовой Krispies в акриловой трубки. Как поршень дробленый зерновых, экспериментатор мог видеть уплотняемого материала. Исследователи пришли к идее использования микрофонов как на нижней и верхней части трубки для записи дробильные звуки и определить, какие части зерновых стаи раздавят, когда. На основе экспериментов классических трения, Вальдес предположил, что поскольку поршень сжат зерновых, в верхней части пакета будет компактным и дно не будет, при условии, что злаковый будет передавать усилие к боковым стенкам цилиндра через трение; микрофоны бы предоставить доказательства этого.

Галлай проводили эксперименты и вернулся к Вальдеса с чем-то необычным. Вместо того, чтобы шаблон потрескивающим они ожидали, микрофоны записали контрастный волну хлопки.
"Я сказал:" Йохан, ты явно сделал какую-то ошибку. Перейти запустить его снова, "Вальдес напомнил.

Восходящая действия

Так Галлай сделал, и результаты были такими же: восходящую волну оснастки треска-поп, как поршень сжат зерновых. И на этот раз, Галлай хотел Вальдес, чтобы посмотреть эксперимент, а не просто слушать.
Визуальные результаты были столь же поразительна. Как уплотняют злак, исследователи могли видеть растущую группу в трубе, указывая, где материал был раздавливания или деформируется, в материаловедению жаргоне. Посмотрите видео, которое сопровождает эту историю для демонстрации.
"Это был первый раз, когда кто-то видел, распространяющаяся уплотнительная полоса в гранулированной материи," сказал Вальдес. "Мы могли видеть это ясно. Это было красиво."

Уплотнительная, три способа

При поддержке Национального научного фонда, Вальдес и аспирант Pouya Golshan недавно повторил оригинальный воздушная кукуруза-сокрушительное эксперимент с поршнем гнетущий при различных скоростях, и обнаружили, что, в зависимости от скорости, они могли видеть три различных типа деформации в зерновой. При очень низких скоростях крупа обнаруживал переменчивый характер деформации, дробление в различных точках внутри трубы. При очень высоких скоростях, он все обвалились довольно равномерно. И в-между скоростями, исследователи увидели их рост, распространяющиеся полосы уплотнения. Работа с сотрудниками в Университете Сиднея, они недавно опубликовали первое исследование, чтобы прийти от этого финансирования в одном из ведущих журналов месторождения, Природа физики.

Эти результаты также объясняют сложной механики, лежащие в основе пористой, хрупкий материал - достаточно новая область исследования, которое уже окрестили "хрустящие дело." Полученные результаты могут найти применение в производстве, -in в фармацевтической промышленности, например, а также при оценке устойчивости снежного покрова после того, как лавина.

И в случае, если вам интересно, исследователи неофициально повторили эксперимент с двумя различными злаковых, какао и какао сопеет хрустящий, и нашли те же результаты. Интересно, что, хотя, некоторые свойства шоколада ароматизатора делают эти зерновые более жесткие, требующие более высокую скорость, чтобы получить распространяющуюся полосу.

"Вы бы предсказать, чтобы увидеть, что на основе нашей модели," сказал Вальдес ", поэтому тот факт, что мы не видим, что это хорошая новость."