粒子パッキングの構造は、その気孔率と配位数によって特徴付けられます。気孔率は、粒子によって占有されていない総体積の割合です。配位数は、特定の粒子と接触している粒子の平均数です。
限られた空間内の粒子の梱包は、粒子の形状、粒子のサイズ、閉じ込めの量など、多くの因子の影響を受けます。
球形粒子の場合、最も密な梱包は顔中心の立方体(FCC)構造です。 FCC構造では、各粒子が他の12の粒子と接触しています。
非球状粒子の場合、最も密な梱包はしばしば不明です。ただし、最も密な梱包を推定するために使用できる多くの方法があります。
最も密な梱包を推定する1つの方法は、ランダムクローズパッキング(RCP)メソッドです。 RCPメソッドには、多数のランダム粒子構成を生成し、最低気孔率で構成を選択します。
最も密な梱包を推定する別の方法は、モンテカルロ法です。モンテカルロ法には、粒子をランダムに動かしてから、システムのエネルギーに基づいて動きを受け入れるか拒否する粒子の梱包をシミュレートすることが含まれます。
限られた空間内の粒子の梱包は、特定の特性を持つ材料を設計するために使用できます。たとえば、多孔性が高い材料はフィルターとして使用できますが、高い調整番号を持つ材料は強力な材料として使用できます。
限られた空間での粒子の梱包は、まだ完全には理解されていない複雑な問題です。ただし、最も密な梱包を推定し、特定の特性を持つ材料を設計するために使用できる多くの方法があります。