問題從巴西堅果開始。這種大的、可食用的種子，是混合堅果袋中常見的固定搭配，但並不是每個人都喜歡——特別是因為一旦過了最佳賞味期，它們就會變得乾燥和苦味。而且更糟糕的是，它們總是出現在最上面。
這種現象被稱為巴西堅果效應，不僅影響到大家pick可愛的腰果和花生，而且在材料科學中也有各種影響。現在，科學家們首次使用時間分辨的三維成像技術來證明，為什麼像這些大堅果這樣的東西會不可避免地上升到頂部。
這種效應被稱為顆粒對流，也出現在其他固體混合物中，如麥片和堅果的混合物。科學家和學齡前兒童都很清楚，搖晃或振動一下 Lucky Charms(京東有賣，有購買意願的可以找方丈~)，先倒出來的就會有更多美味的堅果，而最後則是更多無聊的燕麥麥片。
"由於其在流行話題里的吸引力和對許多行業的關鍵重要性，科學家已經致力於通過模擬、建模和實驗來研究巴西堅果效應。"該團隊在新論文中寫道。
然而，他們解釋說，"關於不規則顆粒運動的數據非常有限，沒有人能夠在三維空間中跟蹤它們的行為"。
為了改變這種情況，該團隊使用真正的巴西堅果和花生進行實驗。
他們使用一種被稱為 "剪切箱" 的東西，在美味的花生(合理設想，我們沒有真吃它們)下面翻滾巴西堅果，使用延時X射線計算機斷層掃描(CT)跟蹤堅果混合物的運動。
經過45個搖晃周期(該團隊稱之為剪切周期)，一些巴西堅果開始到達混合物的頂部，而到了第135個剪切周期，它們的大頭已經頂到了盒蓋。
"我們已經發現，巴西堅果不會一開始就往上跑；它們首先繞垂直軸充分旋轉，然後在到達表面時最終恢復到平坦的方向，"該團隊解釋說。
研究小組發現，一旦巴西堅果被搖晃到垂直位置，花生就更容易從它們身邊流過，把巴西堅果推上去。
然而，並不是所有的巴西堅果都能到達堆的頂部，研究小組認為這是由於沒有足夠的花生在下面。
這樣的研究可能看起來有點不重要，但團隊強調，搞清工作原理(並希望能解決它)，會帶來無數的應用。
"我們的研究強調了顆粒形狀和方向在隔離中的重要作用。此外，這種跟蹤三維運動的能力將為隔離混合物的新實驗研究鋪平道路，並將為更現實的模擬和強大的預測模型打開大門。"主要作者、曼徹斯特大學材料科學家Parmesh Gajjar解釋說。
"這將使我們能夠更好地設計工業設備，以儘量減少尺寸偏析，從而導致更均勻的混合物。這對許多行業至關重要，例如確保藥品中活性成分的均勻分布，也包括食品加工、採礦和建築業。」
這項研究已經發表在《科學報告》上。
