Oko 1952. godine poznati matematičar Alan Turing razvio je konceptualni model kako bi objasnio proces
Oblikovanje uzoraka također se široko koristi uumjetni sustavi i industrija, posebno na polju metalurgije. Postoji čitavo područje nazvano "metalografija", koje je specijalizirano za proučavanje struktura i sastava metala i slitina u mikrorazmjeru. Ako podijelite višekomponentnu leguru i pogledate njezine presjeke, vjerojatno ćete u rezu vidjeti izmjenične pruge ili preklapajuća mjesta različitih metalnih komponenata. Međutim, unatoč činjenici da su struktura i modeli skrućivanja tekućih legura poznati već dugo, fenomen stvaranja njihovog površinskog uzorka dugo je ostao neistražen.
Jialuo Han, UNSW
Istraživači su točno ispitali koje vrste uzorakanalaze se na površini skrutnutih metalnih legura. Tim je koristio dvokomponentne metalne smjese: legure na bazi galija koje sadrže male količine bizmuta. Te se legure lako tope u ruci, što olakšava eksperimentalno promatranje i kontrolu.
"Uspjeli smo promatrati skrućivanje površine pod konvencionalnim optičkim mikroskopom i iznenadio sam se kad sam prvi put vidio prednju stranuskrućivanje na površini tekućeg metala, stvarajući kontinuirane uzorke iza njega", kažeDr. Jianbo Tang, glavni autor rada.
Koristeći elektronski mikroskopi, znanstvenici su proučavalivisoko uređeni uzorci, uključujući isprepletene pruge, zakrivljena vlakna, nizove točaka i neke egzotične hibride traka i točaka. Istraživači su bili iznenađeni da se tijekom formiranja tih struktura sadržaj bizmuta s niskom koncentracijom u površinskom području znatno povećao. Takvo obogaćivanje površine pronađeno u ovoj studiji suprotno je uobičajenim metalurškim konceptima.
Istraživači su povezali otkriveni fenomenskrućivanje s jedinstvenom površinskom strukturom tekućih metala, a superračunala su korištena za simulaciju ovog procesa. U računalnim simulacijama malo se atoma bizmuta, koji su se očito nasumično kretali u moru atoma galija, nakupilo na površini legure.
“Ovaj prethodno ignorirani fenomenPovršinsko očvršćavanje poboljšava naše temeljno razumijevanje legura tekućih metala i njihovih procesa faznog prijelaza. Ovaj samostalni površinski postupak može se koristiti kao alat za crtanje za dizajniranje metalnih konstrukcija i stvaranje uređaja za napredne primjene u budućoj elektronici i optici ”, dodao je profesor Kurosh Kalantar-Zade, koautor studije.