یک فیزیکدان برای اولین بار یک معادله صد ساله را تغییر داد

روش جدیدی برای پیش‌بینی حرکت نانوذرات خطرناک در هوا توسعه داده شده است

به گزارش مجله خبری نگار،یک محقق دانشگاه وارویک اولین روش ساده و جهانی را برای محاسبه حرکت جوی نانوذرات از هر شکلی - از کره گرفته تا دیسک‌های نازک - ارائه کرده است. این کار در مجله مکانیک سیالات (JFM) منتشر شده است.

هر روز، مردم میلیون‌ها ذره میکروسکوپی - دوده، گرد و غبار، میکروپلاستیک‌ها، ویروس‌ها، گرده‌ها و نانوذرات مصنوعی - را استنشاق می‌کنند. برخی از این ذرات به اندازه‌ای کوچک هستند که می‌توانند به اعماق ریه‌ها نفوذ کرده و حتی وارد جریان خون شوند و خطر حمله قلبی، سکته مغزی و سرطان را افزایش دهند.

مشکل این است که بیشتر این ذرات شکل نامنظمی دارند، اما مدل‌های ریاضی موجود به راحتی آنها را به عنوان کره‌های کامل در نظر می‌گیرند. این امر محاسبات را تحریف می‌کند و پیش‌بینی دقیق رفتار ذرات را در شرایط دنیای واقعی دشوار می‌سازد - برای مثال، اینکه با چه سرعتی ته‌نشین می‌شوند یا توسط جریان‌های هوا منتقل می‌شوند.

پروفسور دانکن لاکربی از دانشکده مهندسی دانشگاه وارویک فرمول جدیدی ارائه داده است که می‌تواند حرکت ذرات با هر شکلی را مدل‌سازی کند. این روش مبتنی بر تفسیر مجدد ضریب تصحیح کانینگهام است که بیش از یک قرن پیش برای توصیف رفتار ریزذرات در هوا توسعه داده شده است.

لاکربی گفت: «اگر بتوانیم حرکت ذرات با هر شکلی را به طور دقیق پیش‌بینی کنیم، مدل‌های آلودگی هوا، شیوع بیماری و شیمی جو را تا حد زیادی بهبود خواهیم بخشید.»

این رویکرد توسعه‌یافته، مبنایی برای مدل‌سازی دقیق‌تر فرآیند‌های جوی - از گسترش آلاینده‌های شهری و خاکستر آتشفشانی گرفته تا رفتار نانومواد در پزشکی و تولید - ایجاد می‌کند.

لینک کپی شد

اشتراک‌ گذاری