कम्प्यूटेशनल सिमुलेशन नरम जाम पदार्थ में कण प्रसार यांत्रिकी को प्रकट करते हैं

फोम, इमल्शन और कोलाइडल सस्पेंशन जैसी नरम सामग्री एक विरोधाभासी यांत्रिक स्थिति पर कब्जा कर लेती है, जो कम तनाव के तहत ठोस पदार्थों की तरह विरूपण का विरोध करती है जबकि भारी भार के तहत तरल पदार्थ की तरह बहती है। दशकों तक, भौतिकविदों ने सटीक सूक्ष्म तंत्रों को मॉडल करने के लिए संघर्ष किया है जो यह नियंत्रित करते हैं कि ये अव्यवस्थित प्रणालियाँ लोचदार ठोस से बहते तरल पदार्थ में कैसे परिवर्तित होती हैं। उन्नत कम्प्यूटेशनल सिमुलेशन अब घने संयोजनों के भीतर व्यक्तिगत कण प्रक्षेपवक्र को ट्रैक करते हैं, जो अप्रत्याशित प्रसार विसंगतियों को उजागर करते हैं जो मैक्रोस्कोपिक उपज से पहले होते हैं। यह सफलता सूक्ष्म कण गतिशीलता और मैक्रोस्कोपिक रियोलॉजिकल व्यवहार के बीच एक लंबे समय से चले आ रहे सैद्धांतिक विभाजन को पाटती है। शोधकर्ताओं ने देखा कि कणों की स्थानीयकृत पुनर्व्यवस्था पूरी सामग्री में सहकारी कैस्केडिंग घटनाओं का निर्माण करती है, जो सटीक सीमा निर्धारित करती है जहां संरचनात्मक विफलता होती है। सैद्धांतिक भौतिकविदों ने मॉडलों का स्वागत किया, यह देखते हुए कि अनाकार ठोस पदार्थों में उपज देने वाली यांत्रिकी को समझने का खाद्य पदार्थों, सौंदर्य प्रसाधनों और उन्नत पॉलिमर के औद्योगिक प्रसंस्करण पर सीधा प्रभाव पड़ता है। इस शोध का तात्कालिक परिणाम जटिल तरल पदार्थों को संभालने वाले विनिर्माण उद्योगों के लिए एक परिष्कृत भविष्य कहनेवाला ढांचा है। इंजीनियर अब तनाव के तहत समय से पहले संरचनात्मक टूटने को रोकने के लिए सामग्री फॉर्मूलेशन को अनुकूलित कर सकते हैं। समय के साथ, ये अंतर्दृष्टि कस्टम मैकेनिकल प्रतिक्रिया प्रोफाइल के साथ इंजीनियर नरम सामग्री के डिजाइन को सक्षम करेगी।