Language
Country/Area
No result found
اكتشاف غير متوقع لأبحاث الفحم: كيف بدأت روزاليند فرانكلين نظرية الاختراق؟
في tachynamics والرياضيات ، تصف نظرية الاختراق سلوك الشبكة عند إضافة عقدة أو ارتباط.لقد حقق انتقال المرحلة الهندسية هذا إنجازات مهمة في العلوم الاقتصادية والطبيعية في فهم كفاءة الموارد.ومع ذلك ، يمكن إرجاع جذور هذه النظرية إلى العمل الرائد الذي تم في أبحاث الفحم في منتصف القرن العشرين.على وجه الخصوص ، لم يغير أبحاث الكيميائي البريطاني روزاليند فرانكلين تركيزها إلى خصائص الفحم ، ولكن أيضًا مهد الطريق لنظرية الاختراق اللاحقة.
"لقياس الكثافة الحقيقية للفحم ، يجب غمرها في سائل أو غاز صغير بما يكفي لملء مسامه المجهرية."
رؤية طبيعة الفحم
منذ الثورة الصناعية ، كان الفحم مصدرًا حيويًا للطاقة ، مما دفع العديد من الأبحاث العلمية لفهم تكوينه وتحسين استخدامه.في عام 1938 ، تم إنشاء جمعية أبحاث استخدام الفحم البريطانية (BCURA) لتوفير منصة لهذه الدراسات.في عام 1942 ، انضم فرانكلين الشاب إلى الجمعية وبدأ البحث عن كثافة ومسامية الفحم.في عملها ، وجدت فرانكلين اختلافات كبيرة في نفاذية الغازات المختلفة داخل الفحم.
"عندما استخدمت غازات مختلفة لقياس كثافة الفحم ، وجدت أن تدفق الغاز يعتمد على البنية المجهرية للفحم."
تؤثر هذه الهياكل المجهرية على سيولة الغاز ، وهذا الاكتشاف يسلط الضوء على خصائص الفحم كوسيلة مسامية.لم تكن تجارب فرانكلين استكشافًا علميًا فحسب ، بل كفلت أيضًا الاستخدام الفعال للموارد الاستراتيجية المهمة خلال الحرب العالمية الثانية.
ولادة نظرية الاختراق
في الخمسينيات من القرن الماضي ، مهد تصادم البحث العلمي الصيني والبريطاني الطريق للمناقشة العلمية الأعمق.في ورقة نشرها علماء الرياضيات سيمون برودبنت وجون هامرسلي في عام 1957 ، اقترحوا نموذجًا رياضيًا لوصف كيفية تفاعل الفحم مع ظاهرة التدفق السائل ، وهو النموذج الأولي لنظرية التسلل.لا يركز هذا النموذج على المشكلات المادية لخصائص المواد الخام فحسب ، بل يشكل أيضًا أساسه الرياضي.
"نموذجهم يعامل الفحم كمتاهة عشوائية ، وتحليل كيفية انتشار السوائل في المسام."
هو جوهر هذه الدراسات في معرفة ما إذا كانت السوائل يمكن أن تمر بفعالية عبر شبكة تتكون من مسام الفحم في ظل ظروف مختلفة.
حساب المعلمات الحرجة
نظرًا لتطوير نظرية الاختراق ، حاول الباحثون تحديد القيمة المحددة للاحتمال الحرجة (PC).على الرغم من أنه لا يمكن حساب هذه القيمة بدقة لمعظم الرسوم البيانية للشبكة اللانهائية ، في بعض الحالات ، مثل شبكة ثنائية الأبعاد ، يمكن تحديدها بوضوح أن قيمتها هي 1/2.تم حل هذه النتيجة في أبحاث KSTON ، مما يوفر أساسًا أكثر صلابة لتطبيق نظرية الاختراق.
عالمية نظرية الاختراق وتطبيقها
تعني عالمية نظرية الاختراق أنه في أنظمة مختلفة ، يمكن أن تكون المؤشرات الرئيسية بنفس القيمة ، حتى لو تختلف هياكل الشبكة المحددة لهذه الأنظمة.هذه الخاصية تجعل نظرية التغلغل تستخدم على نطاق واسع في مجالات مثل البيولوجيا والفيزياء والبيئة.على سبيل المثال ، تتنبأ هذه النظرية بنجاح بالسلوك المجزأ لقذائف الفيروسات البيولوجية ، والتي تشبه ألعاب Jenga المشتركة.
"تتنبأ نظرية التناضح بظهور عتبات التباين في دراسة تجزئة قذائف الفيروسات البيولوجية وتم التحقق منها تجريبياً."
فكر في اتجاهات البحث المستقبلية
اليوم ، لم تعد نظرية الاختراق تقتصر على علم المواد ، ولكنها تظهر أيضًا أهميتها في مجالات العلوم البيئية والطيد الحيوي.ومع ذلك ، مع تقدم العلم ، كيف يمكننا أن نفهم هذه الهياكل المعقدة الضمنية في الطبيعة بشكل أعمق؟
هل هذا سؤال يستحق اعتبارنا العميق؟
