Des "galaxies" surgissent sur du métal: d'où viennent-elles ? 🌀

Une étudiante en doctorat a fait une découverte inattendue en observant des motifs spiralés, comme des galaxies microscopiques, sur une puce de germanium. Ces formes pourraient chambouler notre compréhension des motifs naturels.

Yilin Wong, de l'Université de Californie à Los Angeles, a accidentellement laissé un échantillon de germanium recouvert de films métalliques en contact avec de l'eau. Le lendemain, des motifs spiralés étaient visibles au microscope. Cette observation fortuite a ouvert la voie à une étude approfondie de ces phénomènes.


Cette découverte, publiée dans Physical Review Materials, est la plus importante avancée dans l'étude des motifs chimiques depuis les années 1950. Les chercheurs ont varié les paramètres comme l'épaisseur du film métallique pour produire différents motifs.

Le processus implique une couche de chrome et d'or sur une plaquette de germanium, exposée à une solution de gravure. La réaction chimique, catalysée par le film métallique, crée des motifs sur la surface. Les contraintes mécaniques dans le film métallique jouent un rôle clé dans la formation de ces motifs, montrant une interaction unique entre chimie et physique.

Cette découverte a des implications pour comprendre les processus naturels, comme la formation de fissures ou la croissance biologique. Les motifs observés ressemblent à ceux produits par des systèmes biologiques, où les enzymes catalysent la croissance qui déforme les tissus. Ce système offre un modèle pour étudier ces interactions en laboratoire.

L'étude des motifs chimiques a commencé dans les années 1950 avec les travaux de Boris Belousov et Alan Turing. Le système de Wong et Zocchi représente une avancée majeure, offrant un nouveau cadre pour explorer ces phénomènes. Leurs travaux pourraient inspirer de nouvelles recherches en physique et en biologie.

Comment les contraintes mécaniques influencent-elles les motifs chimiques ?

Les contraintes mécaniques dans les films métalliques peuvent déformer la surface, créant des motifs spécifiques lors des réactions chimiques. Ces déformations agissent comme des modèles pour les motifs qui se forment.

La tension ou la compression préexistante dans le métal détermine la forme des motifs. Cela montre comment la physique et la chimie interagissent pour créer des structures. Ce phénomène est similaire à la façon dont les tissus biologiques se développent sous l'influence des enzymes.