Cercetătorii au rezolvat un mister vechi de 100 de ani despre un fenomen care ne influențează zilnic

Cercetătorii de la Universitatea din Warwick, Regatul Unit au descifrat o problemă de lungă durată în știința poluării aerului: cum să prezică mișcarea nanoparticulelor cu formă neregulată în timp ce plutesc în aerul pe care îl respirăm.

Aceste particule minuscule, de la funingine și microplastice până la virusuri, sunt legate de riscuri grave de sănătate, totuși majoritatea modelelor le tratează încă drept sfere perfecte din motive de simplitate. Prin reelaborarea unei formule vechi de un secol, cercetătorii au creat prima metodă simplă de a prezice modul în care se comportă particulele de aproape orice formă.

• Un studiu a descoperit cauza pentru o ploaie chimică misterioasă care tot cade peste întreaga planetă
• Misterul apei de pe Marte ar putea avea un răspuns mai simplu decât credeam

În fiecare zi, oamenii inhalează milioane de particule microscopice, inclusiv funingine, praf, polen, microplastice și virusuri. Unele dintre acestea sunt atât de mici încât pot pătrunde adânc în plămâni și chiar pot intra în fluxul sanguin, fiind legate de boli de inimă, atacuri cerebrale și cancer.

Deoarece majoritatea particulelor din aer nu au forme simetrice sau netede, modelele matematice tradiționale, care presupun că acestea sunt sfere perfecte, au limitat capacitatea oamenilor de știință de a urmări cu precizie modul în care se comportă particulele reale, în special cele neregulate care ar putea prezenta riscuri mai mari pentru sănătate.

Studiul, publicat în Journal of Fluid Mechanics Rapids, actualizează o formulă veche de peste 100 de ani.

O problemă de lungă durată

„Motivația a fost simplă: dacă putem prezice cu precizie modul în care se mișcă particulele de orice formă, putem îmbunătăți semnificativ modelele pentru poluarea aerului, transmiterea bolilor și chiar chimia atmosferică”, a explicat atorul lucrării, profesorul Duncan Lockerby.

Succesul a venit prin reanalizarea unui instrument fundamental în știința aerosolilor, cunoscut sub numele de factorul de corecție Cunningham. Introdus prima dată în 1910, acesta a fost rafinat în anii 1920 de laureatul Premiului Nobel, Robert Millikan.

În timpul acestui proces, o corecție mai simplă și mai generală a fost trecută cu vederea, ceea ce a făcut ca versiunile ulterioare ale ecuației să rămână restricționate la particule sferice.

Un sistem de ultimă generație

Profesorul Lockerby a restructurat ideea originală a lui Cunningham într-o formă mai flexibilă, introducând un „tensor de corecție”, adică un instrument matematic care ia în calcul forțele de rezistență ce acționează asupra particulelor de orice formă, inclusiv discuri subțiri sau particule neregulate, scrie ScienceDaily.

Noul model oferă o bază solidă pentru mai multe domenii: monitorizarea calității aerului, climatologie sau medicină.

Pentru a extinde această lucrare, Universitatea din Warwick a investit într-un sistem de ultimă generație pentru generarea aerosolilor, care va permite cercetătorilor să studieze o varietate largă de particule nesferice în condiții controlate, validând astfel noua metodă teoretică.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Oamenii de știință au spart cristale antice de sare pentru a dezvălui secretele aerului vechi de 1,4 miliarde de ani

Cercetătorii confirmă: Există o legătură clară între poluarea aerului și infarct

Se pare că poluarea aerului poate contribui la obezitate și diabet

Poluarea cu plastic transformă toate sistemele pământului