1952년경, 유명한 수학자 앨런 튜링(Alan Turing)은 이 과정을 설명하기 위한 개념 모델을 개발했습니다.
패턴 형성은 또한 널리 사용됩니다인공 시스템 및 산업, 특히 야금 분야에서. 금속 및 합금의 미세 구조 및 구성 연구를 전문으로하는 "금속 학"이라는 전체 영역이 있습니다. 다 성분 합금을 분할하고 단면을 보면 절단에서 서로 다른 금속 성분의 교차 줄무늬 또는 겹치는 부분이 나타날 수 있습니다. 그러나 액체 합금의 응고 구조와 모델이 오랫동안 알려져 왔음에도 불구하고 표면 패턴 형성 현상은 오랫동안 미개척 상태로 남아 있습니다.
한지 알루 오, UNSW
연구원들은 정확히 어떤 유형의 패턴을 조사했는지응고 된 금속 합금의 표면에서 발견됩니다. 팀은 소량의 비스무트를 포함하는 갈륨 기반 합금이라는 두 가지 성분의 금속 혼합물을 사용했습니다. 이러한 합금은 손에서 쉽게 녹아 실험적 관찰과 제어가 더 쉬워집니다.
“우리는 경화 과정을 관찰할 수 있었습니다기존의 광학 현미경으로 표면을 관찰했는데, 액체 금속 표면의 응고 전면을 처음 보고 그 뒤에 연속적인 패턴이 생성되는 것을 보고 놀랐습니다.”라고 논문의 주저자인 Jianbo Tang 박사가 말했습니다.
과학자들은 전자 현미경을 사용하여교차하는 줄무늬, 곡선 형 섬유, 도트 어레이 및 일부 이국적인 스트라이프 및 도트 하이브리드를 포함하는 고도로 정렬 된 패턴. 연구원들은 이러한 구조가 형성되는 동안 표면 영역에서 낮은 농도의 비스무트 함량이 크게 증가한 것에 놀랐습니다. 이 연구에서 발견 된 이러한 표면 농축은 기존의 야금학 개념과 상반됩니다.
연구원은 발견 된 현상을 연결했습니다액체 금속의 독특한 표면 구조를 가진 응고와 슈퍼 컴퓨터가이 과정을 시뮬레이션하는 데 사용되었습니다. 컴퓨터 시뮬레이션에서 갈륨 원자의 바다에서 무작위로 움직이는 작은 비스무트 원자가 합금 표면에 축적되었습니다.
“이전에 무시되었던 현상은표면 응고는 액체 금속 합금과 그 상전이 과정에 대한 기본적인 이해를 향상시킵니다. 이 자체 포함 된 표면 프로세스는 금속 구조를 설계하고 미래의 전자 및 광학 분야의 고급 애플리케이션을위한 장치를 만드는 드로잉 도구로 사용할 수 있습니다.”라고 연구의 공동 저자 인 Kurosh Kalantar-Zade 교수는 덧붙였습니다.