בסביבות 1952, המתמטיקאי המפורסם אלן טיורינג פיתח מודל מושגי כדי להסביר את התהליך
היצירה של תבניות נמצאת בשימוש נרחב גם במערכות מלאכותיות ותעשייה, במיוחד בתחום המטלורגיה. יש אזור שלם שנקרא "מטלוגרפיה", המתמחה בחקר מבנים מיקרוסקאליים והרכבים של מתכות וסגסוגות. אם אתה מפצל סגסוגת רב-רכיבית ומסתכל על חתכי רוחביה, סביר להניח שתראה פסים מתחלפים או כתמים חופפים של רכיבי מתכת שונים בגזרה. עם זאת, למרות העובדה שמבנה והמודלים של התמצקות של סגסוגות נוזליות ידועים כבר זמן רב, התופעה של היווצרות דפוס פני השטח שלהם נותרה ללא חקר במשך זמן רב.
ג'יאלו האן, UNSW
החוקרים בדקו בדיוק אילו סוגי דפוסיםנמצאים על פני השטח של סגסוגות מתכת מגובשות. הצוות השתמש בתערובות מתכתיות דו-רכיביות: סגסוגות על בסיס גליום המכילות כמויות קטנות של ביסמוט. סגסוגות אלה נמסות בקלות ביד, מה שמקל על תצפית ושליטה ניסיונית.
"יכולנו לראות את תהליך ההתקשותפני השטח תחת מיקרוסקופ אופטי רגיל, והופתעתי כשראיתי לראשונה את חזית ההתמצקות על פני המתכת הנוזלית, ויוצרת דפוסים רציפים מאחוריה", אמר ד"ר ג'יאנבו טאנג, המחבר הראשי של המאמר.
באמצעות מיקרוסקופים אלקטרונים, מדענים חקרותבניות מסודרות מאוד, כולל פסים משולבים, סיבים מעוקלים, מערכי נקודה, וכמה היברידיות של פס ונקודה אקזוטי. החוקרים הופתעו כי במהלך היווצרותם של מבנים אלה, תוכן הביסמוט עם ריכוז נמוך באזור השטח גדל משמעותית. העשרה משטחית שכזו שנמצאה במחקר זה מנוגדת למושגים מטלורגיים קונבנציונליים.
חוקרים קשרו את התופעה שהתגלתההתמצקות עם מבנה משטח ייחודי של מתכות נוזליות, ומחשבי-על שימשו לדמות תהליך זה. בסימולציות ממוחשבות, מעט אטומי ביסמוט, ככל הנראה נעים באקראי בים אטומי הגליום, הצטברו על משטח הסגסוגת.
"זה התעלם בעבר מתופעההתמצקות פני השטח משפרת את ההבנה הבסיסית שלנו בסגסוגות מתכת נוזליות ותהליכי מעבר שלב שלהם. תהליך משטח עצמאי זה יכול לשמש ככלי ציור לתכנון מבני מתכת וליצירת מכשירים ליישומים מתקדמים בתחום האלקטרוניקה והאופטיקה העתידית ", הוסיף פרופסור קורוש קלנטר-זאדה, מחבר המחקר.