دانشمندان روسی برای اولین بار در جهان یاد گرفتند که شکل دانه‌های برف را از نظر ریاضی پیش‌بینی کنند

دانشمندان دانشگاه فدرال اورفان (URF) اولین کسانی در جهان هستند که مدلی را ایجاد کرده‌اند که شکل دانه‌های برف را پیش‌بینی می‌کند.

به گزارش مجله خبری نگار، دانشمندان دانشگاه فدرال اورال اولین کسانی در جهان بودند که یک مدل ریاضی جهانی برای توصیف شکل دانه‌های برف و کریستال‌های فلزی (دندریت‌ها) ایجاد کردند. این نظریه هندسی-ریخت‌شناسی جدید برای اولین بار امکان پیش‌بینی چگونگی رشد کریستال‌ها با تقارن‌های مختلف از تنه مرکزی تا کوچکترین شاخه‌ها را با یک معادله واحد فراهم می‌کند. این خبر توسط UrFU به Gazeta گزارش شده است.

آزمایش‌های رشد یخ با لیزر در دمای -۵ درجه سانتیگراد نیز تأیید کرد که کانتور بیرونی یک دانه برف همیشه توسط قانونی که دانشمندان به دست آورده‌اند توصیف می‌شود و محققان همچنین الگوریتم رشد «تنه» اصلی یک دانه برف را تعیین کردند.

لیوبوف توروپووا، یکی از نویسندگان این اثر و دانشیار گروه فیزیک نظری و ریاضی در دانشگاه فدرال زوریخ، توضیح داد: «شکل بلور‌ها به شرایط رشد، به ویژه به تغییرات در نیروی محرکه و ریزنوسان‌ها بستگی دارد. حتی در یک دانه برف، به عنوان یک قاعده، شاخه‌های مختلفی ایجاد می‌شوند. منحصر‌به‌فرد بودن فرمول ما این است که یک معادله به ما امکان می‌دهد چنین مورفولوژی پیچیده‌ای را به عنوان یک دانه برف یا یک دندریت فلزی، تنها با تغییر یک یا دو پارامتر که به ماده و/یا فوق سرمایش بستگی دارند، توصیف کنیم.»

دانشمندان تأکید می‌کنند که این مدل می‌تواند برای مطالعه‌ی تبلور در آلیاژ‌های متالورژیکی مورد استفاده قرار گیرد و به مقایسه‌ی خوب این نظریه با دندریت‌های نیکل اشاره می‌کنند که به دلیل خواص منحصر‌به‌فرد خود، مانند استحکام، مقاومت در برابر خوردگی و توانایی تشکیل آلیاژ، به طور گسترده در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد. ساختار‌های دندریتی در فلزات عامل کلیدی در استحکام پره‌های توربین و ایمپلنت‌های زیست‌پزشکی هستند.

توروپووا خاطرنشان کرد: «شکل کریستال‌ها و ریزساختار‌های دندریتی آلیاژ‌های فلزی، خواص فیزیکی ماده جامد شده، مانند استحکام و انعطاف‌پذیری، رسانایی الکتریکی و رسانایی حرارتی و موارد دیگر را از پیش تعیین می‌کنند. بنابراین، درک دقیق مکانیسم فیزیکی در طول انجماد غیرتعادلی مذاب‌های فوق سرد از اهمیت بالایی برخوردار است. به عنوان مثال، حتی در طول ریخته‌گری صنعتی آلیاژها، دندریت‌ها عمدتاً به دلیل اثر فوق سرد شدن غلظتی تشکیل می‌شوند.»

پیش از این، موقعیت‌هایی نامگذاری شده بودند که احتمال لقاح را کاهش و افزایش می‌دادند.

لینک کپی شد

اشتراک‌ گذاری