Nəfəs aldığımız havanın 100 illik SİRRİ: Alimlərdən tarixi KƏŞF

Uorvik Universitetinin tədqiqatçıları havada nizamsız formalı nanohissəciklərin necə hərəkət etdiyini proqnozlaşdırmağı mümkün edən yeni üsul hazırlayıblar. Bu hissəciklər hava çirkliliyinin əsas kateqoriyasına daxildir və uzun müddətdir ki, dəqiq modelləşdirilməsi çətin olub. Yeni yanaşma həm sadə, həm də proqnozlaşdırıcıdır: alimlərə hissəciklərin hərəkətini həddindən artıq mürəkkəb fərziyyələrə söykənmədən hesablamağa imkan verir.

Yenicag.az xəbər verir ki, müvafiq araşdırmanın nəticələri “Fluid Mechanics Rapids” elmi jurnalında yayımlanıb.

Hər gün insanlar milyonlarla mikroskopik hissəcik – qurum, toz, polen, mikroplastik, viruslar və süni nanohissəciklər udurlar. Bəziləri o qədər kiçikdir ki, ağciyərlərin dərinliklərinə nüfuz edə və hətta qan dövranına daxil ola bilirlər. Bu təsir ürək-damar xəstəlikləri, insult və xərçəng kimi ciddi sağlamlıq problemləri ilə əlaqələndirilir.

Havadakı əksər hissəciklər hamar və simmetrik formaya malik deyil. Lakin ənənəvi riyazi modellər, adətən, onları mükəmməl kürə kimi qəbul edir, çünki kürə forması tənliklərin həllini asanlaşdırır. Bu sadələşdirmə alimlərin real hissəciklərin davranışını dəqiq izləmək imkanlarını məhdudlaşdırır, xüsusən də nizamsız formalı və daha böyük sağlamlıq riski yaradanları.

Aparılan yeni tədqiqat isə istənilən formalı hissəciklərin havada necə hərəkət etdiyini proqnozlaşdıran ilk sadə üsulu təqdim edib.

“Məqsəd sadə idi: əgər istənilən formalı hissəciklərin hərəkətini dəqiq proqnozlaşdıra bilsək, hava çirkliliyi, xəstəliklərin ötürülməsi və hətta atmosfer kimyası modellərini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra bilərik. Bu yeni yanaşma çox qədim, sadə, lakin güclü bir model üzərində qurulub və onu mürəkkəb, nizamsız formalı hissəciklərə tətbiq etmək mümkün edir”, – məqalənin müəlliflərindən olan professor Dunkan Lokerbi deyib.

İrəliləyiş aerozol elminin əsas alətlərindən biri olan “Cunningham” düzəliş faktoruna yenidən baxmaqla əldə olunub. İlk dəfə 1910-cu ildə təqdim edilən bu faktor kiçik hissəciklər üzərində sürükləmə qüvvələrinin klassik maye davranışından necə fərqləndiyini izah etmək üçün nəzərdə tutulmuşdu.

1920-ci illərdə Nobel mükafatı laureatı Robert Millikan formulu təkmilləşdirdi. Lakin bu prosesdə daha sadə və ümumi düzəliş nəzərdən qaçdı. Nəticədə sonrakı versiyalar yalnız mükəmməl kürəvi hissəciklərə tətbiq oluna bildi və real şərait üçün faydalılığı məhdud qaldı.

Professor Lokerbi “Cunningham”ın ilkin ideyasını daha geniş və çevik formaya salıb. Bu çərçivədən o, “düzəliş tensörü” adlı yeni riyazi alət təqdim edir. Bu alət istənilən formalı hissəciklər – kürələrdən tutmuş, nazik disklərə qədər – üzərində təsir edən sürükləmə və müqaviməti nəzərə alır. Ən önəmlisi, metod empirik uyğunlaşdırma parametrlərinə əsaslanmır.

“Bu məqalə “Cunningham”ın 1910-cu ildəki işinin orijinal ruhunu bərpa etmək haqqındadır. Onun düzəliş faktorunu ümumiləşdirərək, demək olar ki, istənilən formalı hissəciklər üçün dəqiq proqnozlar verə bilirik – intensiv simulyasiyalara və empirik uyğunlaşdırmaya ehtiyac olmadan. Bu, qeyri-kürəvi hissəciklərin havada necə hərəkət etdiyini dəqiq proqnozlaşdırmaq üçün ilk çərçivəni təqdim edir. Nanohissəciklər hava çirkliliyi və xərçəng riski ilə sıx bağlı olduğundan bu həm ətraf mühit sağlamlığı, həm də aerozol elmi üçün mühüm irəliləyişdir”, – professor Lokberbi əlavə edib.

Yeni model havadakı hissəciklərin hərəkətini başa düşmək üçün daha güclü baza yaradır. Bu, hava keyfiyyətinin monitorinqi, iqlim modelləşdirilməsi, nanotexnologiya və tibb kimi sahələri əhatə edir. Yanaşma çirklənmənin şəhərlər üzrə yayılmasını, meşə yanğınlarının tüstüsünün və ya vulkan külünün atmosferdə hərəkətini, həmçinin sənaye və tibbi sənayedə süni nanohissəciklərin davranışını proqnozlaşdırmağı yaxşılaşdıra bilər.