当人们说他们只是随波逐流时，通常意味着他们是闲散的、随和的，愿意在任何给定的时间处理生活抛给他们的曲线球。
当你和机械与工业工程助理教授萨法·贾玛利坐下来交谈时，你也会感受到这种气氛。但对他来说，这不仅仅是一种生活方式。这是他毕生的事业。
“在某种程度上，你只能随波逐流，”贾玛利说，他在伊朗开始了他的聚合物工程师生涯，并在比利时、葡萄牙和美国继续学习，直到2017年来到东北大学。“我知道我说了很多关于心流的东西，但这就是现实，对吧?”
Safa Jamali是工程学院机械和工业工程的助理教授。由Matthew Modoono/东北大学拍摄
他着迷于微观尺度下物体流动和行为的方式，尤其是对地球物理定律的反应。现在，他的旅程有了新的转折，他正准备把他的工作送到国际空间站，研究重力对构成凝胶的微小粒子的影响。
贾马利最近为美国国家科学基金会(National Science Foundation)支持的一个项目争取到了资金，该项目将不同类型的凝胶送入太空供宇航员分析。贾玛利说，这个想法是为了观察在地球轨道上极其微弱的重力或微重力下，相同的粒子是如何运动和流动的。
贾马利提议最早在2021年发射他的样本，这是国际空间站美国国家实验室其他科学任务的一部分。该项目还包括将在加州大学欧文分校的实验室(重力不可避免)和贾玛利的计算机(重力模拟)中进行的其他测试。
“我们将准备材料，并将使用完全相同的组合、成分和样品，”Jamali说。“我们把这个给宇航员，他们发射到国际空间站，在那里做和我们在地面上做的完全一样的实验，基本上就是给一个基准。”
在地球上，贾玛利使用计算机模拟来研究不同种类的微粒是如何在非固体或液体的物质中运动的，这些微粒比一粒尘埃还要小数千倍。这些复杂液体的整体结构和一致性取决于构成它们的微小颗粒的特定但随机的运动。
照片由Matthew Modoono/东北大学拍摄近年来，贾玛利一直专注于研究凝胶，这种凝胶由不同类型的微粒混合而成，这些微粒非常小，可以在另一种液体中均匀地分散很长一段时间。
“你对他们了解得越多，就越有吸引力，”Jamali说。“如果你明白事物是如何流动的，你就可以把它们设计成你想要的流动方式，这是非常强大的。”
但是，在地球上，这真的很难理解。这是因为重力。
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因为凝胶依赖于构成它们的微小颗粒的动力学，所以当它们的成分分离(变成液体和另一种粘稠的物质)后，它们将不再有效。例如，用凝胶制成的消费品的保质期取决于凝胶材料坍塌的时间。
这段时间受化学反应的影响不如受重力作用于物质中每个微小粒子的影响大。
“重力能做到这一点，”贾玛利说。“这是一个非常、非常长时间的过程，除非你能完全理解重力到底在起什么作用，以及物质中的每一个成分在起什么作用，否则你无法弄清楚这个过程。”
重力以不同的方式作用于这些粒子，因为它们的质量不同，最终使较大的粒子想要沉降和分离。精美的花生酱中的油随着时间的推移而分离的方式可以作为这个过程的一个还原论者的例子
凝胶有多种形式和稠度，是非常重要的材料。它们是天然存在的，就像芦荟植物中的凝胶或我们身体分泌的粘液。它们也可以用于产品，比如2020年成为珍贵商品的洗手液凝胶，或者用于治疗头痛的泰诺胶囊中的凝胶。
这些液体对肉眼来说可能有点无聊。但用显微镜观察它们，就会发现它们充满了令人着迷的复杂动力学:带有自身运动的微观粒子，它们随机地晃动和移动。
这些特性赋予了凝胶的外观、感觉和功能——这让Jamali兴奋不已。在过去的十年里，他致力于将自己对化学、物理和数学的理解结合起来，并深入研究流变性学领域。流变性学是研究液体和其他非固体材料随时间变化和恶化方式的一个分支。
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具体来说，Jamali一直在研究胶体，这是一组包括凝胶的材料，它可以被设计成一种方式，在制造商的最小干预下将它们组合成一种物质。把自我组装的凝胶想象成一种非常聪明的花生酱，它可以自己组装起来。你把所有的成分(花生、油、盐)都放在一个罐子里，摇晃几下，瞧，你就得到了一罐完美混合的花生酱，不需要食品加工机或其他复杂的加工过程。
为了有效地处理凝胶等复杂液体，研究人员仍然需要回答它们的微粒子是如何随着时间的推移而崩溃或恶化的问题。
然而，重力如何作用于凝胶的细节对研究人员来说仍然是个谜。知道为什么凝胶需要一定的时间才能变粗，或者如何延缓这一过程，是Jamali在他的研究中想要解决的主要问题之一。
他说:“在地球上，这种粒子运动，这些微观结构或微观相互作用，与重力交织在一起。”“他们同时行动——但谁在做什么?”我们真的不知道。”
通过将他的样品送到太空，贾玛利想要揭开重力如何影响复杂流体流动的神秘面纱，并可能改进和设计能更好地抵抗地球引力的材料。
,虽然它仍然可能过早调情的可能性如何使用这种研究,贾玛利是思维的领域更好的药物依赖凝胶提供战略药剂量,依赖复杂的流体的流体电池可持续地执行,提高油的萃取方法和技术在深水钻井平台提取。
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新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://news.northeastern.edu/2020/09/16/what-space-can-teach-us-about-how-to-make-better-gels-on-earth/