Crédito:Universidade de Tel Aviv
Se você sacudiu um globo de neve, você gostou de ver suas minúsculas partículas afundarem lentamente. Mas todos os pequenos objetos se movem da mesma maneira e no mesmo ritmo?
Um novo estudo da Universidade de Tel Aviv descobriu que a sedimentação de objetos assimétricos em líquido é muito diferente da sedimentação de objetos simétricos como esferas. A pesquisa resolve um quebra-cabeça de longa data sobre a causa e a extensão da "tempestade" na sedimentação, e pode ser útil na melhoria do tratamento de água e processos industriais que dependem de suspensões, que são líquidos que contêm pequenas partículas sólidas. A pesquisa também pode ter uso no estudo de depósitos geológicos, porque as variações na concentração de partículas de um lugar para outro afetam o progresso da sedimentação.
A pesquisa foi liderada pelo Prof. Haim Diamant, da Escola de Química da TAU, em colaboração com o Prof. Thomas Witten, da Universidade de Chicago, e conduzido pelo estudante de doutorado da TAU Tomer Goldfriend. Foi patrocinado pela Fundação de Ciência Binacional EUA-Israel (BSF) e publicado em Cartas de revisão física .
A calmaria e a tempestade
"Nossa pesquisa esclarece um ponto comum, fenômeno complexo e oferece maneiras de controlá-lo, "Disse o prof. Diamant." Demonstramos que a 'tormenta' da sedimentação é específica de objetos simétricos, como esferas e elipsóides. Ele desaparece no caso mais geral de objetos assimétricos, que pode ter formas arbitrárias. Objetos assimétricos tornam o processo de sedimentação mais uniforme e menos caótico. "
Certos reatores químicos e instalações de tratamento de água dependem de processos intimamente relacionados à sedimentação, Prof. Diamant explicou. “São os chamados 'leitos fluidizados, 'onde as partículas de sedimentação são feitas para pairar no líquido por um fluxo ascendente oposto de líquido, o que facilita sua atividade química. Leitos fluidizados são usados na produção de polímeros como borracha e polietileno. Eles também são usados para melhorar a eficiência das instalações de tratamento de água e resíduos. Nosso trabalho pode levar a melhorias de tais processos, controlando a uniformidade das partículas distribuídas no líquido. "
A equipe está atualmente estudando as propriedades organizacionais de outros tipos de materiais. "Agora pretendemos procurar cenários físicos diferentes da sedimentação que podem mostrar um tipo semelhante de 'autodomínio' - isto é, uma tendência dos constituintes do material se auto-organizarem em configurações extremamente uniformes, "Disse o prof. Diamant." A questão básica é se o comportamento que encontramos é exclusivo do processo de sedimentação ou pode ser encontrado em uma classe muito mais ampla de materiais. Nós pensamos - esperamos - que o último é verdade. "