Verständnis der Physik der dendritischen Malerei: Fraktale und Fluiddynamik
Zwei Forscher am OIST in Japan haben die Physik hinter der dendritischen Malerei untersucht, einem Prozess, bei dem durch die Verwendung von mit Alkohol gemischter Tinte auf einer mit Acrylfarbe beschichteten Oberfläche aufwendige fraktale Muster entstehen.
Der Prozess der dendritischen Malerei
Die dendritische Malerei beinhaltet das Verdünnen von Acrylfarbe mit Wasser und das Auftragen auf eine nicht-absorbierende Oberfläche. Der nächste Schritt besteht darin, Alkohol mit Acryltinte zu mischen und Tropfen der Mischung auf die nasse Acrylfarbe aufzutragen.
Das Ergebnis sind komplexe fraktale Muster, die Schneeflocken, Blitzschlägen oder Neuronen ähneln. Der Prozess erzeugt einzigartige und schöne Designs auf der Oberfläche.
Die OIST-Forscher Chan San To und Eliot Fried haben die Fluiddynamik der dendritischen Malerei untersucht, um die Physik hinter der Musterbildung zu verstehen.
Die Rolle der Fluiddynamik bei der Entstehung fraktaler Muster
Um die fraktalen Muster zu erzeugen, sind die Oberflächenspannung des trocknenden Tropfens und die nicht-newtonsche Natur der Flüssigkeiten entscheidend. Wenn sich die Mischung aus Tinten-Tropfen ausdehnt, verändert sie die Viskosität der Oberflächenschicht, indem sie sie abschert, was zur Bildung der fraktalen Muster führt.
Die Forscher haben herausgefunden, dass eine Oberflächenschicht, die weniger als ein halbes Millimeter dick ist, optimal ist, um die gewünschten fraktalen Muster zu erzeugen. Die Physik der dendritischen Malerei ähnelt der Art und Weise, wie eine Flüssigkeit in einem porösen Medium wie Boden fließt.
Unter dem Mikroskop zeigt die Mischung aus Acrylfarbe mikroskopische Strukturen aus Polymermolekülen und Pigmenten. Der Tintentropfen findet seinen Weg durch dieses darunterliegende Netzwerk, indem er Pfade mit dem geringsten Widerstand verfolgt und das dendritische Muster entstehen lässt.
Weitere Erkundung und Registrierung
Wenn Sie den dendritischen Malprozess in Aktion sehen möchten, können Sie sich eine Video-Demonstration ansehen.
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