ارائه نظریه‌ای برای طراحی ساختارهای سلسله مراتبی با قابلیت انتقال جرم

محققان دانشگاه کمبریج و دانشگاه وارویک در انگلیس، دانشگاه نامور در بلژیک و موسسه فناوری توکیو در ژاپن، نظریه‌ای ارائه کردند که می‌توان از آن برای طراحی مواد حفره‌دار با کانال‌هایی پیچیده استفاده کرد.

کد خبر: ۶۹۵۶۶۲

تاریخ: ۲۲ ارديبهشت ۱۴۰۳ - ۱۱:۳۸

به گزارش گروه علم و آموزش ایران اکونومیست از تارنمای نشریه نیچر، این نظریه که بر اساس “قانون موری” (Murray’s law) تدوین شده، در طیف گسترده‌ای از ساختارهای سلسله مراتبی، اشکال و فرآیندهای انتقال مواد قابل استفاده است. در واقع این نظریه، شکل اصلاح شده قانون موری است.

این گروه از دانشمندان به طور تجربی جریان بهینه سیالات مختلف را در ساختارهای آئروژل گرافن با معماری سلسله مراتبی مسطح و لوله‌ای مورد آزمایش قرار دادند تا این نظریه جدید را آزمایش کنند. با تنظیم حفره‌های ماکروسکوپی در چنین حسگرهای گازی مبتنی بر آئروژل، آن‌ها همچنین پویایی پاسخ حسگر را به طور قابل توجهی بهبود دادند.

قانون موری توضیح می‌دهد که چگونه ساختارهای عروقی طبیعی، مانند رگ‌های خونی حیوانات و رگه‌های موجود در برگ‌های گیاه، به طور موثر مایعات را با حداقل مصرف انرژی منتقل می‌کنند. با این حال، در حالی که این نظریه رایج برای ساختارهای دارای حفره‌های استوانه‌ای کار می‌کند، برای استفاده در شبکه‌های مصنوعی با اشکال متنوع مشکلاتی دارد.

نظریه جدید محققان که “قانون جهانی موری” نام دارد، شکاف دانش میان حفره‌ها و کانال‌های زیستی و مواد مصنوعی را پر می‌کند و انتظار می‌رود برای کاربردهای حوزه انرژی و زیست‌محیطی مفید باشد.

در این پروژه، محققان یک چارچوب محکم برای طراحی مواد موری مصنوعی با کانال‌هایی با شکل دلخواه ارائه کردند که از آن می‌توان برای بررسی ‌ انتقال جرم با کارایی بالا، کاتالیست‌ها، حسگرها و کاربردهای انرژی استفاده کرد.