Ученый Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) Йилин Вонг обнаружила неожиданную находку: на образце, который она случайно оставила на ночь, появились мелкие точки. Образец представлял собой пластину германия, покрытую металлическими пленками, взаимодействующими с каплей воды. Из любопытства она решила рассмотреть эти точки под микроскопом и была поражена увиденным. На поверхности германия образовались красивые спиральные узоры, созданные в результате химической реакции.
По данным Phys.org, заинтересованность Вонг привела ее к открытию ранее неизвестного явления: сотни практически одинаковых спиральных структур могут самопроизвольно возникать на площади размером с квадратный сантиметр на германиевом чипе. Изменение толщины металлической пленки приводило к преображению внешнего вида спиралей.
Для изучения механизмов формирования узоров Вонг вместе с профессором физики Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Джованни Зокки провели серию экспериментов. Они использовали систему, состоящую из германиевой пластины, покрытой слоем хрома толщиной 10 нанометров, поверх которого наносился слой золота толщиной 4 нанометра. После этого на поверхность помещалась капля мягкого травильного раствора, которую сушили на протяжении ночи. Затем пластину промывали и снова инкубировали в той же среде во влажной камере, предотвращающей испарение жидкости.
Через 24−48 часов после начала химической реакции, ускоряемой металлической пленкой, на поверхности германия начали появляться удивительные узоры. Исследование показало, что слои хрома и золота подверглись напряжению и постепенно отделялись от основы по мере развития каталитической реакции. Возникшее напряжение создало морщины в металлической пленке, которые, продолжая катализироваться, формировали замысловатые узоры, замеченные учеными.
«Толщина металлического слоя, начальное состояние механического напряжения образца и состав травильного раствора играют важную роль в определении типа формирующегося рисунка», — отмечает профессор Зокки.
Одним из наиболее интересных выводов исследования стало понимание того, что формирование узоров обусловлено не только химическими процессами, но и остаточным напряжением в металлической пленке. Оказалось, что первичное напряжение или сжатие металла играет ключевую роль в формировании конечных структур. Таким образом, химические и механические процессы действовали совместно, создавая наблюдаемые узоры.
Ранее ученые впервые сделали свет твердым и жидким. Рассказали, как это возможно.
