محققان MIT روشی نوین برای مطالعه عملکرد داخلی مواد دانهای مانند شن و خاک توسعه دادهاند. این نوآوری میتواند درک ما از رویدادهایی مانند رانشزمینها و زلزلهها را متحول کند.
بهطور سنتی، مطالعه این مواد به آزمایشهای دو بعدی محدود بوده است که تصویر کاملی ارائه نمیدهد. تکنیک جدید امکان تجسم سهبعدی دقیق را فراهم میکند که نشان میدهد نیروها چگونه در داخل ماده حرکت میکنند و شکل ذرات چگونه بر رفتار تأثیر میگذارد.
این تکنیک تأثیرات زیادی در زمینههای مختلف دارد. میتواند به موارد زیر منجر شود:
* *پیشبینی بهتر رانشزمینها:* با درک چگونگی تجمع نیروها در مواد دانهای، دانشمندان ممکن است بتوانند بهتر پیشبینی کنند که چه زمانی رانشزمینها احتمال وقوع دارند.
* *بهبود فرآیندهای صنعتی:* توانایی تجسم جریان این مواد میتواند به پیشرفتهایی در کنترل مواد دانهای در تنظیمات صنعتی منجر شود.
این پژوهش که در PNAS منتشر شده است، شامل ساخت ذرات فوتوالاستیک سهبعدی است. این ذرات در تحت تنش رنگ و روشنایی تغییر میکنند که به محققان امکان میدهد توزیع تنش در داخل ماده را “ببینند”.
نکات برجسته این پژوهش:
* *تجسم سهبعدی محدودیتها را پشت سر میگذارد:* برخلاف روشهای دو بعدی، این تکنیک امکان جریان سیال از داخل ماده را فراهم میکند که شرایط واقعی را شبیهسازی میکند.
* *زنجیرههای نیرو آشکار میشوند:* این مطالعه “زنجیرههای نیرو” را در داخل ماده تجسم کرده که برای درک چگونگی انتقال نیروها بسیار مهم است.
* *شکل اهمیت دارد:* این پژوهش نشان داده که ذرات نامنظم و زاویهدار یک ماده قویتر و پایدارتر نسبت به کرهها ایجاد میکنند.
این نوآوری پتانسیل باز کردن درک عمیقتر از مواد دانهای در زمینههای مختلف را دارد. از پیشبینی بلایای طبیعی گرفته تا بهینهسازی فرآیندهای صنعتی، امکانات زیادی وجود دارد. محققان برای کشف این امکانات و بهبود تکنیک برای کاربردهای بیشتر هیجانزده هستند.