听说过巴西坚果效应吗

问题从巴西坚果开始。这种大的、可食用的种子，是混合坚果袋中常见的固定搭配，但并不是每个人都喜欢——特别是因为一旦过了最佳赏味期，它们就会变得干燥和苦味。而且更糟糕的是，它们总是出现在最上面。

这种现象被称为巴西坚果效应，不仅影响到大家pick可爱的腰果和花生，而且在材料科学中也有各种影响。现在，科学家们首次使用时间分辨的三维成像技术来证明，为什么像这些大坚果这样的东西会不可避免地上升到顶部。

这种效应被称为颗粒对流，也出现在其他固体混合物中，如麦片和坚果的混合物。科学家和学龄前儿童都很清楚，摇晃或振动一盒 Lucky Charms(京东有卖，有购买意愿的可以找方丈~)，先倒出来的就会有更多美味的坚果，而最后则是更多无聊的燕麦麦片。

"由于其在流行话题里的吸引力和对许多行业的关键重要性，科学家已经致力于通过模拟、建模和实验来研究巴西坚果效应。"该团队在新论文中写道。

然而，他们解释说，"关于不规则颗粒运动的数据非常有限，没有人能够在三维空间中跟踪它们的行为"。

为了改变这种情况，该团队使用真正的巴西坚果和花生进行实验。

他们使用一种被称为 "剪切箱" 的东西，在美味的花生(合理设想，我们没有真吃它们)下面翻滚巴西坚果，使用延时X射线计算机断层扫描(CT)跟踪坚果混合物的运动。

经过45个摇晃周期(该团队称之为剪切周期)，一些巴西坚果开始到达混合物的顶部，而到了第135个剪切周期，它们的大头已经顶到了盒盖。

"我们已经发现，巴西坚果不会一开始就往上跑；它们首先绕垂直轴充分旋转，然后在到达表面时最终恢复到平坦的方向，"该团队解释说。

研究小组发现，一旦巴西坚果被摇晃到垂直位置，花生就更容易从它们身边流过，把巴西坚果推上去。

然而，并不是所有的巴西坚果都能到达堆的顶部，研究小组认为这是由于没有足够的花生在下面。

这样的研究可能看起来有点不重要，但团队强调，搞清工作原理(并希望能解决它)，会带来无数的应用。

"我们的研究强调了颗粒形状和方向在隔离中的重要作用。此外，这种跟踪三维运动的能力将为隔离混合物的新实验研究铺平道路，并将为更现实的模拟和强大的预测模型打开大门。"主要作者、曼彻斯特大学材料科学家Parmesh Gajjar解释说。

"这将使我们能够更好地设计工业设备，以尽量减少尺寸偏析，从而导致更均匀的混合物。这对许多行业至关重要，例如确保药片中活性成分的均匀分布，也包括食品加工、采矿和建筑业。”

这项研究已经发表在《科学报告》上。

https://www.sciencealert.com/scientists-finally-learn-why-the-biggest-nuts-rise-to-the-top