Se hai scosso un globo di neve, ti sei divertito a guardare le sue minuscole particelle affondare lentamente sul fondo. Ma tutti i piccoli oggetti vanno alla deriva allo stesso modo e allo stesso ritmo?

Un nuovo studio dell'Università di Tel Aviv rileva che la sedimentazione di oggetti asimmetrici in un liquido è molto diversa da quella di oggetti simmetrici come le sfere. La ricerca risolve un annoso enigma sulla causa e l'entità della "tempesta" nella sedimentazione, e può essere utile per migliorare il trattamento delle acque e i processi industriali che si basano su sospensioni, che sono liquidi che contengono piccole particelle solide. La ricerca può avere utilità anche nello studio dei depositi geologici, perché le variazioni della concentrazione delle particelle da un luogo all'altro influiscono sull'andamento della sedimentazione.

La ricerca è stata guidata dal Prof. Haim Diamant della TAU's School of Chemistry in collaborazione con il Prof. Thomas Witten dell'Università di Chicago, e condotto dal dottorando TAU Tomer Goldfriend. È stato sponsorizzato dalla US-Israel Binational Science Foundation (BSF) e pubblicato in Lettere di revisione fisica .

La calma e la tempesta

"La nostra ricerca chiarisce un comune, fenomeno complesso e offre modi per controllarlo, "Abbiamo dimostrato il prof. Diamant. "Abbiamo dimostrato che la 'tempesta' della sedimentazione è specifica di oggetti simmetrici come sfere ed ellissoidi. Scompare nel caso più generale di oggetti asimmetrici, che può avere forme arbitrarie. Gli oggetti asimmetrici rendono il processo di sedimentazione più uniforme e meno caotico."

Alcuni reattori chimici e impianti di trattamento delle acque si basano su processi strettamente correlati alla sedimentazione, Ha spiegato il prof. Diamant. "Questi sono chiamati 'letti fluidizzati, ' dove le particelle di sedimentazione sono fatte librare nel liquido da un flusso opposto di liquido verso l'alto, che ne facilita l'attività chimica. I letti fluidi sono utilizzati nella produzione di polimeri come gomma e polietilene. Sono anche utilizzati per migliorare l'efficienza degli impianti di trattamento dell'acqua e dei rifiuti. Il nostro lavoro potrebbe portare a miglioramenti di tali processi controllando l'uniformità delle particelle distribuite nel liquido".

Il team sta attualmente studiando le proprietà organizzative di altri tipi di materiali. "Ora intendiamo cercare scenari fisici diversi dalla sedimentazione che possano mostrare un tipo simile di 'auto-addomesticamento', ovvero, una tendenza dei costituenti del materiale ad auto-organizzarsi in configurazioni estremamente uniformi, "Il Prof. Diamant ha detto. "La questione di base è se il comportamento che abbiamo trovato è unico per il processo di sedimentazione o può essere trovato in una classe di materiali molto più ampia. Noi pensiamo, speriamo, che quest'ultimo sia vero".