{"id":27149,"date":"2012-05-01T08:57:26","date_gmt":"2012-05-01T05:57:26","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=27149"},"modified":"2012-05-01T08:57:26","modified_gmt":"2012-05-01T05:57:26","slug":"mis-on-parim-viis-ounade-hunnikusse-ladumiseks","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=27149","title":{"rendered":"Mis on parim viis \u00f5unade hunnikusse ladumiseks?"},"content":{"rendered":"

Puuviljam\u00fc\u00fcjad kasutavad turul \u00f5unu kuhjadesse ladumisel <\/strong>\u201e<\/strong>intuitiivselt\u201c\u00a0kindlat t\u00fc\u00fcpi paigutust: korrap\u00e4rast kolmnurkse p\u00f5hjaga p\u00fcramiidi. Prantsuse-Saksa teadust\u00f6\u00f6 meeskond n\u00e4itas, et seda paigutust soositakse mehaanilise stabiilsuse t\u00f5ttu. Teadusajakirja Physical Review Letters<\/em> internetilehel avaldatud uurimust\u00f6\u00f6 v\u00f5ib anda panuse korrastatud poorsete materjalide kavandamisse.<\/strong><\/p>\n

\"\"<\/a>

\u201eTahkkeskendatud kuup\u201c (face centre cubic \u2013 FCC) t\u00fc\u00fcpi ladumisviis, mille puhul korratakse sama paigutust igas kolmandas kihis. Pilt: S. Heitkam<\/p><\/div>\n

V\u00f5tame n\u00e4iteks \u00f5unad v\u00f5i marmorkuulid. Parim viis nende ladumiseks on p\u00fcramiidi p\u00fcstitamine kiht kihi kaupa. Nii kindlustatakse, et v\u00e4himasse ruumialasse mahutatakse suurim v\u00f5imalik hulk kerasid. Selliseid identseid (sama mahuga) kerasid on v\u00f5imalik sama optimaalse tihedusega kuhjadesse paigutada mitut erinevat moodi. Eriti h\u00e4sti on tuntud kaks meetodit: tahkkeskendatud kuubid<\/a> (face centered cubic \u2013 FCC)<\/em> tuntud paigutuse korral on v\u00e4ikseima v\u00f5imaliku p\u00fcramiidi ehitamisel p\u00f5hjaks kolmnurk; ning kuusnurkselt l\u00e4hedasti asuvad <\/a>(hexagonally close-packed \u2013 HCP)<\/em> struktuur on v\u00e4ikseima v\u00f5imaliku p\u00fcramiidi ehitamisel kuusnurkse p\u00f5hjaga. Esimesena (FCC) mainitud paigutus koosneb kolme erineva kihipositsiooni: ABCABC… perioodilisest esindusest. Teise struktuuri (HCP) korral korratakse kaht erinevat kihipositsiooni: ABABAB. Juba 1611. aastal pakkus teadlane Johannes Kepler kahurikuule kuhjadesse ladumisel v\u00e4lja FCC paigutuse kui k\u00f5ige t\u00f5husama ladumisviisi. Lisaks kasutavad puuviljam\u00fc\u00fcjad puu- ja juurviljade kuhjadesse seadmisel just seda paigutust, kirjutab Phys.org<\/a>.<\/p>\n

\"\"<\/a>

Kuusnurkselt l\u00e4hedasti pakitud (HCP) paigutus, mille puhul korratakse sama paigutust iga kahe kihi j\u00e4rel. Pilt: S. Heitkam<\/p><\/div>\n

Veelgi enam \u2013 tuleb v\u00e4lja, et FCC struktuur kestab kauem kui HCP paigutus, eriti sama mahuga mullidest, tilkadest v\u00f5i tahketest teradest kuhjade spontaanse moodustumise korral. Miks esineb sellist eelistust, ehkki m\u00f5lema \u00fclesehituse tulemuseks on sama kompaktsus? Seda k\u00fcsimust p\u00fc\u00fcdsid lahendada uurijad. \u00dcheks seni esitatud selgituseks on v\u00f5imaliku suurima korratuse (entroopia) olemasolu FCC ladumisel HCP paigutusega v\u00f5rreldes. See v\u00e4ide kehtib ka v\u00e4ga v\u00e4ikeste, nano- v\u00f5i mikroskoopilise suurusega objektide korral, kuid mitte makroskoopiliste objektide, n\u00e4iteks mullide v\u00f5i piiskade korral.<\/p>\n

Uurijad viisid l\u00e4bi arvulisi simulatsioone erineva suurusega makroskoopiliste keradega (suuremad kui 10-6<\/sup> meetrit). Olles visanud kerad karpi, vaatlesid teadlased kuhjade moodustumist ning viisid s\u00fcsteemiga l\u00e4bi mehaanilisi teste. Sel viisil n\u00e4itasid teadlased, et kaks paigutust \u2013 FCC ja HCP \u2013 moodustusid sama t\u00f5en\u00e4osusega. Samas h\u00e4vis HCP pakitud struktuur uute kerade lisamisel kiiremini ning see \u00fclesehitus asendub stabiilsemaks FCC struktuuriga. Nii n\u00e4itasid uurijad, et FCC paigutus on mehaaniliselt stabiilsem kui \u00fckski teine kompaktne kuusnurkne struktuur. Miks see nii on? P\u00fcramidaalse kuhjamise pinnal puuduvad mitmed naabruses olevad kerad. Kuna j\u00f5ud kantakse FCC struktuurides \u00fcle sirgete joonte kaudu, ei p\u00f5hjusta see s\u00fcsteemi tasakaalutust. Teiste paigutusviiside korral avaldub tulemuseks olev j\u00f5ud \u00e4\u00e4rtes asuvate kerade v\u00e4lisk\u00fclje suunas, mis surub need kuhjast eemale.<\/p>\n

Kui seda j\u00f5udu ei kompenseeri piisav k\u00fclget\u00f5mbe- v\u00f5i h\u00f5\u00f5rdej\u00f5ud, variseb HCP struktuur kokku. Seega v\u00f5ib HCP paigutuse korral neljast kerakihist koosnev p\u00fcramiid oma raskuse all kokku kukkuda, kui kerade vahel pole h\u00f5\u00f5rdumist. Vastandlikult v\u00f5ib FCC paigutuse korral kihte l\u00f5pmatuseni laduda. V\u00e4line m\u00f5jutamine, n\u00e4iteks t\u00f5ukamine v\u00f5i ehitise l\u00e4hedalt pidevalt m\u00f6\u00f6dumine, v\u00f5ib struktuuri stabiilsust rikkuda ja esile kutsuda FCC paigutuse moodustumise. Teadlased p\u00fc\u00fcavad n\u00fc\u00fcd m\u00e4\u00e4rata, kas see mehhanism on seotud ka teiste olukordadega: ehitise \u201ep\u00fcgamise\u201c, \u201epehmete\u201c kerade kasutamisega jne. See v\u00f5ib m\u00e4ngida m\u00e4rkimisv\u00e4\u00e4rset rolli kindlate poorsete ainete puhul, mis on paigutunud korrap\u00e4raste ridadena.<\/p>\n

Allikas<\/a><\/p>\n

Teadusartikkel: \u201ePacking spheres tightly: Influence of mechanical stability on close-packed sphere structures<\/a>\u201c<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Puuviljam\u00fc\u00fcjad kasutavad turul \u00f5unu kuhjadesse ladumisel \u201eintuitiivselt\u201c\u00a0kindlat t\u00fc\u00fcpi paigutust: korrap\u00e4rast kolmnurkse p\u00f5hjaga p\u00fcramiidi. Prantsuse-Saksa teadust\u00f6\u00f6 meeskond n\u00e4itas, et seda paigutust soositakse mehaanilise stabiilsuse t\u00f5ttu. Teadusajakirja Physical Review Letters internetilehel avaldatud uurimust\u00f6\u00f6 v\u00f5ib anda panuse korrastatud poorsete materjalide kavandamisse. V\u00f5tame n\u00e4iteks \u00f5unad v\u00f5i marmorkuulid. Parim viis nende ladumiseks on p\u00fcramiidi p\u00fcstitamine kiht kihi kaupa. Nii kindlustatakse, […]<\/p>\n","protected":false},"author":448,"featured_media":27150,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[16],"tags":[],"class_list":{"0":"post-27149","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-teadusuudis","8":"entry"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/27149","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/448"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=27149"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/27149\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/27150"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=27149"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=27149"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=27149"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}