粉末是沙子、鹽、小麥或海邊的卵石等許多粉末和顆粒的集合。例子包括地震引起的山體滑坡和沙丘雪崩。而且，粉末和顆粒的尺寸非常宏觀，它們的運動不受“熱波動”的影響，並且在碰撞時會耗散能量。

　因此，粉末的結晶需要復雜的結晶機制，例如間歇供能。傳統上，人們通過統計方法來討論粉末，但僅適用於低密度粉末，而對於高密度粉末的結構和性能以及數學描述方法尚不清楚。

　因此，研究小組利用3D X射線斷層掃描技術獲得了由球體簇組成的粉末的實驗數據。我們應用一種數學方法來表徵數據中的空洞信息，稱為持久圖，並對粉末系統中包含的空洞進行定量分類。結果，我們發現隨著密度的增加，晶體結構通過四種變形機制轉變為規則四面體或規則八面體晶體結構。此外，還具體推導了變形過程的解析公式。我們通過根據密度變化改變排列來闡明粉末是如何結晶的。

　據稱，這一成果將促進對粉末機械穩定性、振動引起的聚集和地質流動性等空隙重要現象的理解，並有望應用於土壤問題和地質學等領域。有

文章信息：【Nature Communications】粒狀結晶的孔構型景觀