化学反応と力が引き起こす謎の渦模様(A curious chemistry case: The mystery of the spontaneous spirals)

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2025-03-13 カリフォルニア大学ロサンゼルス校 (UCLA)

化学反応と力が引き起こす謎の渦模様(A curious chemistry case: The mystery of the spontaneous spirals)Yilin Wong・A logarithmic spiral with a diameter of 500 μm, approximately half the diameter of a sewing needle.

UCLAの研究チームは、ゲルマニウム基板に蒸着された金属膜と水滴の化学反応が、渦巻き状のパターンを形成する現象を発見しました。この現象は、化学反応と金属膜の機械的応力の相互作用によって生じ、渦巻きや放射状など多様な形状が現れます。この発見は、材料科学や自然界のパターン形成の理解に新たな視点を与えます。

<関連情報>

オイラー不安定性によって変調するGe/Cr/Au界面における金属支援化学エッチングパターン Metal-assisted chemical etching patterns at a Ge/Cr/Au interface modulated by the Euler instability

Yilin Wong and Giovanni Zocchi
Physical Review Materials  Published: 3 March, 2025
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.9.035201

Abstract

We present a solid state system which spontaneously generates remarkable engraving patterns on the surface of Ge. The layered construction, with a metal film on the Ge surface, results in coupling of the metal catalyzed etching reaction with the long range stress field at the Ge-metal interface. The etching patterns generated have similarities with Turing patterns, hydrodynamic patterns, crack propagation, and biological form. We describe spirals, radial patterns, and more disordered structures. Euler buckling of the metal layer generates a characteristic wavelength for some patterns.

1700応用理学一般
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