2021年1月20日
“条纹斑马，斑点豹子，……”。孩子们从独特的身体图案中永远不会成为无聊的精确点。尽管生物在皮肤上产生不同的模式令人着迷，但更神秘的是它们与冷冻液体金属的皮肤相似。
模式形成是科学家在数百年来一直在思考的自然奇观之一的经典例子。1952年左右，著名的数学家艾伦·图灵（Alan Turing）（现代计算机的父亲）提出了一个概念模型，以解释两个实施系统的模式形成过程。此后，此类模式也称为图灵模式。
人造系统通常也采用了模式形成，在冶金领域尤其如此。它甚至具有一个名为“金相”的子场，该场专门研究金属和合金的微观图案和组成。
如果您将多组分的合金分开并查看其横截面，那么您很有可能会看到不同金属组件的交替条纹或对齐的斑点，就像图案上的微观版本一样斑马或豹子。
然而，尽管对液态金属合金核心及其块状凝固模式有古老的知识，但他们的表面模式形成现象一直被忽略到现在为止。
在杂志上发表的作品中自然纳米技术，新南威尔士大学（UNSW）悉尼及其奥克兰大学（MacDiarmid Institute），RMIT和UCLA的合作者的研究人员发现，固体金属合金表面发生了多种类型的模式。
该团队使用了两个组件的金属混合物，例如含有少量二晶木的镀耐合合金。这些合金很容易融化，从而使实验性观察和控制方便。
“我们可以在普通的光学显微镜下观察表面固化过程，当我第一次看到液体金属表面上的固化前端产生固体图案时，我感到惊讶，”这项工作的主要作者Jianbo Tang博士说。“您可以想象一个冰川在海面上移动的场景，但是在我们的显微镜下看到的一切都是金属和显微镜。”唐医生补充说。
为了查看金属冰川的细节，使用了电子显微镜，研究人员观察到了高度有序图案的万花筒，包括交替条纹，弯曲的纤维，点阵列和一些异国情调的条纹点混合体。
令人惊讶的是，该小组发现，当这些模式形成时，地表区域中低浓度元素的匹克氏菌的丰度就会大大增加。在这项研究中发现的这种表面富集无视常规的冶金理解。
研究人员将这种新观察到的固化现象背后的魔法与液体金属的独特表面结构相关联，他们还使用超级计算机来模拟该过程。在他们的计算机模拟中，观察到在合金表面积聚的小数量鞭毛原子，看似在镀至原子的海洋中随机移动。
“这种先前忽略的表面固化现象改善了我们对液体金属合金及其相变过程的基本理解。此外，此自主表面过程可以用作设计金属结构的图案工具，并为未来电子产品和光学的高级应用创建设备。”该研究的对应作者Kourosh Kalantar-Zadeh教授说。
澳大利亚研究委员会（ARC）卓越中心未来低能电子技术技术（Fleet）建立了UNSW与MacDiarmid高级材料与纳米技术研究所之间的合作。欧洲杯足球竞彩
研究
液态金属合金固化过程中出现的独特表面图案发表在自然纳米技术2021年1月（DOI 10.1038/S41565-020-00835-7）
来源：https://www.fleet.org.au/