Een nieuwe manier om de beweging van bellen van onderzoekers van Columbia Engineering te beheersen, zou ooit kunnen helpen om nuttige metalen te scheiden van nutteloos vuil met veel minder energie en water dan momenteel nodig is.

Bij het delven van metalen zoals het koper dat in de meeste elektronica wordt gebruikt en het lithium dat in veel batterijen wordt gebruikt, slechts een kleine fractie van het materiaal dat wordt gewonnen is bruikbaar metaal, met de overgrote meerderheid gewoon nutteloze vuilachtige deeltjes.

"We moeten de nuttige metalen scheiden van de nutteloze deeltjes, en dat doen we door er luchtbellen doorheen te blazen, " zei Chris Boyce, assistent-professor chemische technologie aan Columbia Engineering. Echter, "dit proces gebruikt een grote hoeveelheid energie en water, klimaatverandering en watertekorten veroorzaken, waardoor problemen ontstaan ​​die we proberen te voorkomen. We hebben dit probleem gedeeltelijk omdat we de beweging van deze bubbels momenteel niet kunnen beheersen."

Nu onthullen Boyce en zijn collega's dat als ze deze deeltjes laten trillen terwijl ze er lucht doorheen blazen, de normaal chaotische beweging van deze bellen wordt ordelijk en controleerbaar. De trillingen zorgen ervoor dat de deeltjes snel verschuiven van vast-achtig naar vloeibaar-achtig gedrag, wat op zijn beurt helpt de bellen te structureren in driehoekige reeksen met regelmatige tussenruimten.

"Ik vind de simpele toevoeging van vibratie om van chaos naar orde te gaan prachtig, " zei Boyce. Hun studie verschijnt op 23 augustus in het tijdschrift Proceedings van de National Academy of Sciences .

Een manier hebben om het gedrag van deze bubbels te beheersen, kan helpen om scheidingstechnieken op te schalen en te optimaliseren. "We verwachten dat het vermogen om structuur te creëren in stromen het energie- en watergebruik in de mijnbouw kan verminderen en de efficiëntie van veel schone energieprocessen kan verbeteren, ' zei Boyce.

De onderzoekers willen dit gestructureerde bubbelen nu toepassen op duurzame mijnscheidingstechnieken.