对于大多数流体来说，压力的增加应该会导致速度的提升，就像从管中挤出番茄酱一样。但是，当流经土壤或沉积岩等多孔材料时，某些液体在压力下会减速。查明这种减速的原因将有利于环境清理和石油开采等行业，在这些行业中，将一种液体泵入地下会迫使另一种液体排出；然而，这种运动很难直接观察到。
普林斯顿大学化学工程师克里斯托弗·布朗和物理学家苏吉特·达塔为这个难题提供了一个解决方案。通过调整一种特殊的液体使其透明，并将其泵入同样透明的人造岩石的孔隙中，他们记录了液体的运动如何变得混乱，产生漩涡，堵塞孔隙并减缓流动。
感兴趣的流体，称为聚合物溶液，是生物学以及化妆品和能源行业中常见的大型弹性分子链的溶解版本。理论研究表明，当链条在接近平坦的通道中拉伸然后回弹时，它们会产生力，从而搅动涡流。但达塔说，这种湍流是否“出现在真实的 3-D 土壤、沉积物和多孔岩石中一直备受争议”。
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为了解决争议，研究人员将合成聚合物溶液泵入一个模拟的“沉积岩”中，该“沉积岩”由装满微小玻璃珠的盒子制成。他们通过稍微稀释聚合物溶液来调整其精确的化学成分，以改变光线的折射方式，使“岩石”即使在饱和状态下也完全透明。
科学家在聚合物中掺入荧光芯片，并在显微镜下跟踪其在孔隙中的运动，记录了涡流的斑片状区域，并测量了溶液在不同压力下的流动情况。这证实了宏观尺度上的减速具有研究人员怀疑的微观起源：聚合物链在通过孔隙时伸展开来，然后又卷曲回去。研究结果发表在《科学进展》Science Advances上。
“可视化 3-D 多孔介质内部的流动，实际上为了解一些以前无法看到的东西打开了一扇窗户，”宾夕法尼亚大学生物化学工程师保罗·阿拉蒂亚说，他没有参与这项研究。作为下一步，“如果能够真正看到分子的拉伸和回弹，那将非常棒 [可以] 将分子观点与微观层面联系起来。”
工业应用需要知道在给定的流速下，将聚合物溶液推过多孔材料需要哪些特定的压力。该研究提供了一个描述这种关系的物理模型，并且可以预测，例如，通过注入溶液可以从化学场所回收多少污染物。“如果没有可预测性，”达塔说，“注入操作就是反复试验。”