Letter 工学：充填エマルションのランダムパッキングに関する「granocentric」モデル 2009年7月30日 Nature 460, 7255 doi: 10.1038/nature08158 パッキング問題は、多孔質岩石を通した石油の抽出から、サイロでの穀物貯蔵や医薬品粉末の圧密による錠剤製造に至るまで、どこにでも存在する。ある密度において、微粒子系はパッキングされ機械的に安定なアモルファス充填状態になる。以前の理論的研究では、この充填状態とガラス転移の関係、充填の熱力学、ランダムパッキングの幾何学モデリングが検討された。にもかかわらず、結晶秩序化に類似した非熱的粒子のランダム集合に関する単純な基本的機構は、依然として明らかになっていない。今回我々は、多分散エマルション滴の三次元測定を使って、全体的なパッキングの複雑さが局所的な確率過程に簡素化される単純な統計モデルを構築した。単一粒子の観点からすれば、パッキング問題は、最近接粒子のランダム形成と、それに続く最近接粒子間の接触の選択に還元される。このモデルにおける2つの主要パラメーターは粒子周囲の利用可能空間と隣接粒子との接触率で、実験から直接得られる。我々は、この「granocentric（粒子中心的）」な見方は、最近接粒子と接点の微視的分布から、局所的な密度ゆらぎ、全体的なパッキング密度に至るまで、多分散エマルションパッキングの特性をとらえていることを実証した。我々の結果を単分散系と二分散系に適用すると、以前測定された全体的密度の傾向と定量的な一致が得られた。したがって、我々のモデルは、ランダムパッキングの組織化の一般的原理を明らかにするものであり、充填体の理論の基盤が得られる可能性がある。 Full Text PDF 目次へ戻る
