Pesquisadores da Tokyo Metropolitan University, descobriram recentemente uma convecção térmica incomum em uma mistura uniforme de líquidos de alta e baixa viscosidade. Kobayashi e Kurita descobriram que as flutuações de concentração são aumentadas pela convecção térmica quando os dois líquidos têm uma grande diferença de viscosidade. Essas misturas são onipresentes na natureza, vida cotidiana, e processos de fabricação, por exemplo convecção do manto, xarope, produtos poliméricos. Esses resultados prometem uma visão mais aprofundada dos fenômenos de desequilíbrio em misturas de fluidos com "espessura" contrastante.

Quando um fluido é aquecido por baixo, a convecção térmica é geralmente impulsionada por uma diferença de densidade. Kobayashi e Kurita descobriram que regiões imóveis são transitoriamente formadas durante a convecção térmica em líquidos de dois componentes bem misturados com uma grande diferença de viscosidade. Eles investigaram os padrões de convecção e dinâmica usando várias combinações diferentes de líquidos. Eles concluíram que a diferença de viscosidade é um dos fatores mais importantes para a formação dessas regiões estáticas. Isso sugere que a diferença de viscosidade desempenha um papel importante no fenômeno de desequilíbrio em misturas de fluidos, como na dinâmica de convecção no manto, processos de mistura em soluções de polímero, etc.

O grupo de pesquisa de Kazuya U. Kobayashi (estudante de doutorado) e Rei Kurita (Professor Associado) é especializado em estudos experimentais de convecção térmica. Em 2015, eles descobriram a formação de um domínio estagnado transitório em uma solução de gelatina perto da transição sol-gel (fluido-sólido). Nesse trabalho, eles identificaram a condição crítica necessária para o fenômeno usando vários tipos diferentes de fluido:eles concluíram que o domínio de estagnação geralmente é formado quando a mistura apresenta uma grande diferença de viscosidade. O Prof. Kurita observa que "embora este fenômeno incomum seja observado apenas na convecção térmica, a diferença de viscosidade entre os componentes deve desempenhar um papel importante na dinâmica das misturas de fluidos, como na convecção do manto, processos de mistura, etc. "O relatório é uma grande promessa para o progresso em nossa compreensão da dinâmica dos fluidos, Ciências da Terra, e meteorologia.

Este estudo foi financiado pelo Grants-in-Aid for Scientific Research da Japan Society for the Promotion of Science. O manuscrito relatando esta descoberta foi publicado online em Relatórios Científicos .