滑颗粒研究关注环境和能源影响

为了更好地掌握“滑”颗粒如何更好地通过流体输送系统(例如供应饮用水的系统)移动，内布拉斯加州工程研究人员正在寻求改善未来在环境和能源系统中的应用，这些系统对我们日常生活至关重要。

Jae Sung Park和Yusong Li正在研究一项为期三年，418，120美元的国家科学基金会拨款，以了解小颗粒 - 一些小于10微米(大约是人类头发宽度的十分之一) - 如何更好地通过运输系统中的受限流体流动，例如管道。

了解这些机制可以提高减轻地下水和废水污染的效率，以及从现有油井中提取石油的更便宜的方法。

Park是机械和材料工程助理教授，他将开发计算机模型和模拟，以预测粒子在这些受限流动中的移动方式。

土木与环境工程教授李将进行实验，以可视化粒子沿路径的运动和变形。

“这是一个非常简单的项目，从一个简单的想法来看，但它有点棘手，”Park说。“一旦我们知道并理解这些光滑颗粒如何更好地通过管道移动，这将是创造社会和技术影响的重要一步。

灵感来自微生物污染物 - 如大肠杆菌，隐孢子虫和大肠菌群 - 它们往往具有疏水或“光滑”的表面。Park和Li希望通过涂覆微粒使它们变得光滑并将它们放入通过管道移动的水中来了解这一过程。

“疏水颗粒的运输可以成为为人类健康和发展开发可持续资源的重要一步的工具，”Park说。“最大的问题是大多数颗粒不会长时间传播，因为(管道的)壁会变脏和粘稠，这会减慢它们的运动速度。

“通过使颗粒表面变得光滑，就像地下水和废水中经常发现的病原体一样，或者在提高石油采收率中用作示踪剂颗粒的二氧化硅，我们可以知道它们更有可能集中在哪里，这将使收集和去除这些颗粒变得更加容易。

Park说，研究人员认为，那些更集中的区域将更靠近管道的中心，那里的阻力较小。这可能导致开发地下水或地下水系统最佳水管理做法的技术。

Park说，这项研究还可能导致将二氧化硅示踪剂颗粒注入系统的表面涂层，以监测流量。这种应用可以提高长期运输稳定性，同时最大限度地减少无法从油中去除或被油箱吸收的二氧化硅量。

该项目还将促进广泛的外展活动，例如针对农村地区的移动实验室和弥合K-12教育中的城乡差距。

“这是迈向可持续资源的重要一步，有利于人类健康，福祉和社会效益，”Park说。