آیا آزمایشگاه بسته است؟ به آشپزخانه بروید – ScienceDaily


مهندس مکانیک روبرتو زنیت تابستان سال 2019 را در تلاش برای حل مشکلی است که اکنون گریبانگیر گروه های تحقیقاتی در سراسر جهان شده است: چگونه می توان آزمایش های عملی دینامیک سیالات را که معمولاً در آزمایشگاه های بسیار خوبی انجام می شود ، به خارج از دانشگاه منتقل کرد ؟ پس از حمله همه گیر ، محققان برجسته ای مانند زنیت روش های خلاقانه ای برای دانش آموزان برای کشف جریان در خانه پیدا کرده اند.

پاسخ زنیت در نهایت به پنکیک رسید. وی یک کلاس آزمایشگاهی در مورد دینامیک سیالات در دانشگاه براون تدریس می کند و یک آزمایش دانشجویان را وادار به اندازه گیری ویسکوزیته می کند ، که اغلب با اندازه گیری سرعت سقوط کره های کوچک در مایعات غلیظ و نشستن آنها به پایین انجام می شود. اما زنیت فهمید که نباید چنین کاری کند. آشپزخانه از نظر مایعات چسبناک غنی بود و تنها کاری که او باید انجام می داد انتخاب یکی از آنها بود.

چرا خمیر پنکیک نیست؟

این پاییز ، دانش آموزان در کلاس او ، هر جا که مورد توقیف قرار می گرفتند ، باید خمیر پنکیک را مخلوط کرده ، آن را روی سطح افقی ریخته و سرعت شعاع را اندازه بگیرند. زنیت گفت: “با اندازه گیری سرعت رشد این لکه ها در طول زمان ، می توانید گرانروی برگشتی را محاسبه کنید.”

زنیت این آزمایش را در جریان مینی سمپوزیوم جریان آشپزخانه در هفتاد و سومین نشست سالانه انجمن فیزیکی آمریکا ، گروه دینامیک سیالات ، توصیف کرد. علاوه بر پروژه وی برای ویسکوزیته از طریق پنکیک ، این سمپوزیوم شامل تحقیقات جدیدی در مورد چگونگی مخلوط شدن مایعات با یکدیگر و نحوه درگیری آنها با ذرات جامد است (مانند خمیر یا خمیر). محققان دانشگاه کمبریج کشف های جدیدی را برای پرش های هیدرولیکی توصیف کرده اند – آن حلقه های شگفت آور صاف آب که توسط تلاطم احاطه شده اند و درست زیر شیر آشپزخانه در حال اجرا هستند.

آندره موزیک ، مهندس شیمی ، فوق دکترا در دانشگاه استنفورد ، این سمپوزیوم را برگزار کرد. وی گفت: “آزمایش جریان آشپزخانه بسیار آسان است.” “شما برای استخراج اطلاعات بسیار مفید در مورد پویایی سیالات به تجهیزات کمی نیاز دارید.”

یان ورمانت ، مهندس ETH زوریخ ، گفت: آشپزخانه مکانی طبیعی برای جستجوی الهام است. وی گفت: “ما در آشپزخانه کارهای زیادی با مواد با رابط کاربری بالا انجام می دهیم.” “شما باید مایعات و هوا را مخلوط کنید ، امولسیون درست کنید و با حباب کار کنید. این یک مشکل بزرگ در پروژه های غذایی است و برای آشپزهای جهان شناخته شده است.”

ورمونت گزارش کار اخیر گروه خود را ، که با حل مشکل آبجو ، آن را به یک مشکل مایعات پویا تبدیل کرد. وی فیلمهای نازک را مطالعه کرد و در مطالعات اخیر پایداری کف موجود در آبجو و نان را مورد بررسی قرار داده است. وی گفت ، تولید کنندگان آبگرم با بررسی پایداری کف ، در حال بررسی روند تخمیر انواع جدید هستند. اما ، وی گفت ، این روند بسیار “موج دار دستی” است. هنگامی که او شروع به دیدن آبجو دم کرده از دریچه پویایی سیالات می کند ، او یک محیط تحقیقاتی غنی را کشف می کند.

حباب های آبجو حاوی طیف متنوعی از محیط هستند: جریان مویرگی ، فیلم صابون و تجمع پروتئین. وی گفت: “اساساً آنها همه سازوكارهایی را دارند كه می توان آنها را به عنوان مهندس طراحی كرد.” گروه وی با کمال تعجب دریافتند که اگرچه اکثر آبجوها کف دارند ، اما آبجوهای مختلف مکانیسم های مختلفی در پشت این کف ها دارند. بعضی از کف ها مانند فیلم های صابونی عمل می کنند. دیگران شبکه های پروتئینی سالم را در سطح ایجاد می کنند.

ورمانت گفت: “هر یک از آنها بر جنبه های مختلف مسئله تأکید دارند.” در یک کار بعدی ، گروه وی از نزدیک به پدیده های رابط نان نگاه کردند – و به همان شیوه انواع رفتارها را پیدا کردند. وی گفت: “آنها از این تنوع غنی از سازوكارها برای تثبیت ساختارهای فوم برخوردارند.”

ورمانت گفت که کار فقط آبجو و نان نبوده است. همچنین می تواند به عنوان الهام بخش برای مواد جدید باشد. وی گفت: “ما می توانیم از این سیستم ها تقلید كنیم و می توانیم فوم هایی را با همان اصول فوم های آبجو درست كنیم” ، كه می تواند برای كاربردهای مختلف از عایق اسپری گرفته تا فوم های محافظت از محصول مفید باشد.

در براون زنیت گفت که همه دانش آموزان با موفقیت آزمایش را به پایان نرسانده اند. وی گفت: “برخی از آنها توصیه های من را بیش از حد تحت الشعاع قرار دادند و آن را در تابه داغ انجام دادند. پختن پنکیک باعث تغییر ویسکوزیته – یخ زدن خمیر در جای خود – شد و این بدان معنی بود که دانش آموزان هیچ داده قابل استفاده ای ندارند. (اما آنها صبحانه خوردند.)

وی گفت که روی آوردن به پنکیک در طی همه گیر شدن بیماری ، چشمهای خود را به روشهای مختلف آموزش ایده های اساسی مانند ویسکوزیته باز کرد. وی گفت: “در آزمایش های منظم ، شما این کره را در ظرف قرار داده و اندازه گیری می کنید.” او می گوید ، مایع به اندازه گیری می رسد. دانش آموز با خمیر مفهوم را تجربه می کند. “با پنکیک ، ویسکوزیته را احساس می کنید.”


منبع: khabar-erfan.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*