مطالعه جدید دانشمندان به رهبری دانشمد ایرانی میتواند راهکار جدیدی برای بستهبندی بهینه مواد مختلف مانند غلات و داروها ارائه دهد.
بر اساس گزارشی به نقل از ساینس دیلی ، تیم تحقیقاتی دانشگاه ملی استرالیا مدعیاند مطالعه آنها میتواند در ساخت آسمانخراشها روی ماسه، درک چگونگی ذخیرهسازی غلات در سیلوها و همچنین بستهبندی داروها و تحویل آنها به اهداف خاص در بدن انسان کارآمد باشد .
ماسه یکی از معمولترین مواد ساختمانی در دنیاست و داروها هم معمولا در شکل قرص بستهبندی میشوند (pack) اما تا پیش از این درک درستی از چگونگی بستهبندی غلات یا قرصها نداشتیم .
تیم بینالمللی محقق ایرانی که متشکل از فیزیکدانان و ریاضیدانان بود ، از سی تی اسکنهای با تفکیکپذیری بالا برای آشکارسازی این موضوع استفاده کرد که چگونه ذرات کروی در آرایشی به هم ریخته سر و سامان میگیرند و خود را در الگوهای منظم آرایش میکنند .
ما معتقدیم مکانیسمهایی را شناسایی کردهایم که در پس تغییر حالت ذرات کروی از بستهبندی نامنظم به ساختارهای منظم قرار دارد .
بر اساس مطالعات انجام شده ، زمانی که کرههایی مانند اتمها در یک فضا انباشت میشوند ، کارآمدترین انباشت آنها به شکلی منظم صورت میگیرد که face-centred cubic خوانده میشود . اتمهای سدیم و کلراید هم به همین شکل آرایش میشوند .
در تحقیق انحام شده ، زمانی که کرهها به این صورت آرایش شدند ، فاصله بین آنها حداقل بود و فقط 74 درصد فضا را اشغال کردند . با این حال ، زمانی که کرهها به سرعت آرایش میشوند ، طبیعی است که چنین آرایشی به خود نمیگیرند .
دانشمندان مدت ها تصور میکردند انباشت (packing) کارآمدتر کرهها به صورت طبیعی امکانپذیر نیست و مشاهده این امر در آزمایشگاه بینهایت دشوار است . دلیل این موضوع آن است که آرایش یافتن در ساختار کاملا منظم دشوار است و این کار نیازمند شکستن الگوهای نامنظم است که به طور طبیعی شکل میگیرند و از لحاظ مکانیکی قوی هستند .
تیم علمی در این مطالعه از یکی از رشتههای جدید ریاضی موسوم به هومولوژی برای تفسیر تصاویر میکروسکوپی سه بعدی پرتو ایکس و همچنین شبیهسازیهای رایانهای در مقیاس بزرگ استفاده کرد .