对于大多数液体来说,压力的增加应该会导致速度的爆发,就像从管子里挤出番茄酱一样。但当流经多孔材料菠萝蜜视频app就是爱做(如土壤或沉积岩)时,某些液体在压力下会减速。查明这种放缓的原因将有利于环境清理和石油开采等行业,在这些行业中,将一种液体注入地下会迫使另一种液体流出;然而,直男人和女人在一起怼怼怼的大全接观察这种运动是具有挑战性的。
普林斯顿大学化学工程师克里斯托弗·布朗和物理学家苏吉特·达塔为这个难题提供了解决方案。通过将一种特殊的液体调整为透明,并将其泵入同样透明的人造岩石的孔隙中,他们记录了液体的运动是如何变得混乱的,导致旋转的漩涡堵塞了孔隙,减缓了流动。
我们感兴趣的液体被称为聚合物溶液,是在生物学、化妆品和能源工业中常见的大弹性分子链的溶解版本。理论研究表明,当链条在一个几乎平坦的通道中拉伸,然后反冲时,它们会产生引发涡流的力。但达塔说,这种湍流是否“出现在现实的3d土壤、沉积物和多孔岩石中,一直存在激烈的争论”。
为了解决争议,研究人员将一种合成聚合物溶液注入一个模拟的“沉积岩”中,这个模拟“沉积岩”是由一个装满微小玻璃珠的盒子制成的。他们通过稍微稀释聚合物溶液来改变光的折射方式,调整了聚合物溶液的精确化学成分,使“岩石”即使在饱和状态下也完全透明。
科学家们在聚合物上涂上荧光芯片,并在显微镜下跟踪它在小孔中的运动,记录下零星的涡流区域,并测量溶液在不同压力下的流动情况。这证实了宏观尺度的减缓有研究人员怀疑的微观起源:聚合物链在通过孔隙时伸展,然后盘绕回来。研究结果发表在《科学进展》杂志上。
HULUWA官网在线入口IOS宾夕法尼亚大学的小小的日本在线观看中字高清生物化学工程师Paulo Arratia没有参与这项研究,他说:“三维多孔介质中的流动可视化实际上为我们提供了一扇通往不可能看到的东西的窗户。”下一步,“如果你真的能看到分子的拉伸和反冲,那就把分子的观点与微观联系起来了。”
工业应用需要知道以给定的流速推动聚合物溶液通过多孔材料所需的特定压力。这项研究提供了一个描述这种关系的物理模型,并可以预测,例如,通过注入溶液可以从化学场所回收多少污染物。Datta说:“如果没有可预测性,注入作业就需要反复试验。”