东京城市大学 单分散泡沫中的重排事件
请注意气泡是如何沿同一行以相同的方向移动的,或者在相邻行中以完全相反的方向长距离移动的(相关长度)
学分:东京都大学 泡沫无处不在,在肥皂和洗涤剂、蛋白酥饼、啤酒泡沫、化妆品以及服装和建筑隔热材料中
泡沫的应用倾向于利用其独特的结构,这就是为什么理解其结构如何随时间变化如此重要
东京都大学的研究人员研究了泡沫的动力学
当一滴水被添加到泡沫筏上时,气泡重新排列,达到一个新的稳定状态
研究小组发现,气泡的运动因气泡大小的不同而有质的不同
随着与软堵塞材料的类比,这些发现可能会启发工业新泡沫材料的设计
该团队由教授领导
东京都大学的栗田教授一直在研究用洗涤剂和水制成的液体泡沫
他们有兴趣了解泡沫的气泡是如何重新排列的
虽然以前的研究通常在泡沫上施加一个力,并在侧面戳一戳,但研究小组采用了更温和的方法,加入少量的水,保留泡沫,但改变条件,使泡沫能够重新排列并找到新的稳定状态
这使得我们更容易看到微妙的环境推动或扰动是如何导致小的、孤立的气泡松弛事件的
通过拍摄气泡重新排列的过程,研究小组第一次发现,根据泡沫中气泡大小的不同,重新排列有着根本的不同
当气泡大小大致相同或呈单分散性时,它们会以六角形蜂窝状排列
加水后,移动的气泡往往会沿着蜂巢的路线向同一个方向移动很长一段距离
相反,当有许多大大小小的粒子时,最初的排列就不那么有序了
这种多分散泡沫的重新排列是随机的,相邻的气泡向各个方向移动
他们拍摄的视频让研究小组提取了一个动态关联长度,即气泡向相似方向移动的长度尺度
追踪这一长度在不同条件下的变化,对于将泡沫材料置于凝聚态物理的大框架内至关重要
有趣的是,在六边形泡沫中观察到的独特关联运动并不依赖于相邻气泡的接触:它们只需要足够靠近就能形成有序的图案
多分散泡沫也是如此
气泡向更随机的方向移动
学分:东京都大学 该团队继续将这种行为与不同尺寸范围的软颗粒填料的模拟进行比较
他们发现了非常相似的行为,清楚地表明这不是液体泡沫的怪癖,而是挤在一起的软颗粒的一般特征
这些关于泡沫如何对最微妙的环境信号做出反应的见解,有朝一日可能会告诉我们泡沫是如何保持稳定或流动的,以及在工业过程中如何处理柔软的堵塞材料
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