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Una scoperta inaspettata della ricerca sul carbone: in che modo Rosalind Franklin ha iniziato la teoria della penetrazione?
In tachynamica e matematica, la teoria della penetrazione descrive il comportamento di una rete quando viene aggiunto un nodo o un collegamento.Questa transizione di fase geometrica ha realizzato importanti risultati nelle scienze economiche e naturali nella comprensione dell'efficienza delle risorse.Tuttavia, le radici di questa teoria possono essere fatte risalire al lavoro rivoluzionario svolto nella ricerca sul carbone a metà del XX secolo.In particolare, la ricerca del chimico britannico Rosalind Franklin non solo ha spostato la sua attenzione sulle caratteristiche del carbone, ma ha anche aperto la strada alla successiva teoria della penetrazione.
"Per misurare la vera densità del carbone, deve essere immersa in un liquido o un gas abbastanza piccolo da riempire i suoi pori microscopici."
Vedendo la natura del carbone
Dalla rivoluzione industriale, il carbone è stata una fonte di energia vitale, spingendo molte ricerche scientifiche a comprendere la sua composizione e ottimizzarne l'uso.Nel 1938, fu istituita la British Coal Utilization Research Association (BCURA) per fornire una piattaforma per questi studi.Nel 1942, il giovane Franklin si unì all'Associazione e iniziò la ricerca sulla densità e sulla porosità del carbone.Nel suo lavoro, Franklin ha trovato differenze significative nella permeabilità di diversi gas all'interno del carbone.
"Quando ha usato diversi gas per misurare la densità del carbone, ha scoperto che il flusso di gas dipendeva dalla microstruttura del carbone."
Queste microstrutture influenzano la fluidità del gas e questa scoperta evidenzia le proprietà del carbone come mezzo poroso.Gli esperimenti di Franklin non furono solo esplorazioni scientifiche, ma assicurarono anche l'uso efficace di importanti risorse strategiche durante la seconda guerra mondiale.
La nascita della teoria della penetrazione
Negli anni '50, la collisione della ricerca scientifica cinese e britannica ha aperto la strada a una discussione scientifica più profonda.In un documento pubblicato dai matematici Simon Broadbent e John Hammersley nel 1957, hanno proposto un modello matematico per descrivere come il carbone copre il fenomeno del flusso liquido, che è il prototipo della teoria dell'infiltrazione.Questo modello non si concentra solo sui problemi fisici delle proprietà delle materie prime, ma costituisce anche la sua base matematica.
"Il loro modello tratta il carbone come un labirinto casuale, analizzando come i fluidi si diffondono nei pori."
Il nucleo di questi studi è scoprire se i fluidi possono effettivamente passare attraverso una rete composta da pori di carbone in condizioni diverse.
Calcola i parametri critici
Come sviluppo della teoria della penetrazione, i ricercatori hanno cercato di determinare il valore specifico della probabilità critica (PC).Sebbene questo valore non possa essere calcolato accuratamente per la maggior parte dei grafici della griglia infiniti, in alcuni casi, come una griglia bidimensionale, si può chiaramente determinare che il suo valore è 1/2.Questo risultato è stato risolto nella ricerca di Kston, fornendo una base più solida per l'applicazione della teoria della penetrazione.
L'universalità della teoria della penetrazione e la sua applicazione
L'universalità della teoria della penetrazione significa che in diversi sistemi, gli indici chiave possono avere lo stesso valore, anche se le strutture di rete specifiche di questi sistemi variano.Questa caratteristica rende la teoria della permeazione ampiamente usata in campi come biologia, fisica ed ecologia.Ad esempio, questa teoria prevede con successo il comportamento frammentato dei proiettili del virus biologico, che è simile ai comuni giochi di Jenga.
"La teoria dell'osmosi prevede l'emergere di soglie di variazione nello studio di frammentazione dei proiettili del virus biologico ed è stata verificata sperimentalmente."
Pensa alle future direzioni di ricerca
Oggi, la teoria della penetrazione non è più limitata alla scienza dei materiali, ma mostra anche la sua importanza nei settori della scienza ambientale e della biomedicina.Tuttavia, con il progresso della scienza, come possiamo comprendere più profondamente queste strutture complesse implicite?
È una domanda che vale la nostra profonda considerazione?
