Investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio, Recientemente han descubierto una convección térmica inusual en una mezcla uniforme de líquidos de alta y baja viscosidad. Kobayashi y Kurita encontraron que las fluctuaciones de concentración aumentan por la convección térmica cuando los dos líquidos tienen una gran diferencia de viscosidad. Tales mezclas se observan omnipresente en la naturaleza, vida diaria, y procesos de fabricación, p. ej. convección del manto, jarabe, productos poliméricos. Estos resultados prometen una mayor comprensión de los fenómenos de desequilibrio en mezclas de fluidos con "espesores" contrastantes.

Cuando un fluido se calienta desde abajo, La convección térmica suele estar impulsada por una diferencia de densidad. Kobayashi y Kurita encontraron que las regiones inmóviles se forman transitoriamente durante la convección térmica en líquidos de dos componentes bien mezclados con una gran diferencia de viscosidad. Investigaron los patrones de convección y la dinámica utilizando varias combinaciones diferentes de líquidos. Concluyeron que la diferencia de viscosidad es uno de los factores más importantes para la formación de estas regiones estáticas. Esto sugiere que la diferencia de viscosidad juega un papel importante en el fenómeno de desequilibrio en mezclas de fluidos, como en la dinámica de la convección en el manto, procesos de mezcla en soluciones poliméricas, etc.

El grupo de investigación de Kazuya U. Kobayashi (estudiante de doctorado) y Rei Kurita (profesor asociado) se especializa en estudios experimentales de convección térmica. En 2015, descubrieron la formación de un dominio estancado transitorio en una solución de gelatina cerca de la transición sol-gel (fluido-sólido). En este trabajo, identificaron la condición crítica requerida para el fenómeno utilizando varios tipos diferentes de fluido:concluyeron que el dominio estancado generalmente se forma cuando la mezcla presenta una gran diferencia de viscosidad. El profesor Kurita señala que "aunque este fenómeno inusual solo se observa en la convección térmica, la diferencia de viscosidad entre los componentes debe desempeñar un papel importante en la dinámica de las mezclas de fluidos, como en la convección del manto, procesos de mezcla, etc. "El informe es muy prometedor para el progreso en nuestra comprensión de la dinámica de fluidos, Ciencias de la Tierra, y meteorología.

Este estudio fue apoyado por Becas en Ayuda para la Investigación Científica de la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia. El manuscrito que informa sobre este hallazgo se ha publicado en línea en Informes científicos .