Beyond the blæk:Maleri med fysik

I dendritisk maling oplever dråberne lavet af blæk og alkohol forskellige kræfter. En af dem er overfladespænding - den kraft, der gør regndråber sfæriske i form og tillader blade at flyde på overfladen af ​​en dam.

Især da alkohol fordamper hurtigere end vand, ændrer det dråbens overfladespænding. Væskemolekyler har en tendens til at blive trukket mod dråbekanten, som har højere overfladespænding sammenlignet med dens centrum. Dette kaldes Marangoni-effekten og er det samme fænomen, der er ansvarlig for dannelsen af ​​vintårer - de dråber eller striber af vin, der dannes på indersiden af ​​et vinglas efter at have hvirvlet eller vippet.

For det andet spiller det underliggende malingslag også en vigtig rolle i denne kunstneriske teknik. Dr. Chan testede forskellige typer væsker. For at fraktaler kan komme frem, skal væsken være en væske, der falder i viskositet under forskydningsbelastning, hvilket betyder, at den skal opføre sig lidt som ketchup.

Det er almindelig kendt, at det er svært at få ketchup ud af flasken, medmindre du ryster den. Dette sker, fordi ketchups viskositet ændres afhængigt af forskydningsbelastning. Når du ryster flasken, bliver ketchuppen mindre tyktflydende, hvilket gør det nemmere at hælde den på dit fad. Hvordan anvendes dette på dendritisk maleri?

"Ved dendritisk maling skærer den ekspanderende blækdråbe det underliggende akrylmalingslag. Det er ikke så stærkt som rysten fra en ketchupflaske, men det er stadig en form for forskydningsbelastning. Ligesom med ketchup, jo mere stress der er, nemmere er det for blækdråberne at flyde," forklarer Dr. Chan.

"Vi viste også, at fysikken bag denne dendritiske maleteknik ligner, hvordan væske bevæger sig i et porøst medium, såsom jord. Hvis du skulle se på blandingen af ​​akrylmaling under mikroskopet, ville du se et netværk af mikroskopiske strukturer lavet af polymermolekyler og pigmenter Blækdråben har en tendens til at finde vej gennem dette underliggende netværk og bevæger sig gennem stier med mindst modstand, der fører til det dendritiske mønster," tilføjer Prof. Fried.

Hvert dendritisk tryk er unikt, men der er mindst to nøgleaspekter, som kunstnere kan tage i betragtning for at kontrollere resultatet af dendritisk maleri. Den første og vigtigste faktor er tykkelsen af ​​malingslaget spredt på overfladen. Dr. Chan observerede, at velraffinerede fraktaler vises med malingslag, der er tyndere end en halv millimeter.

Den anden faktor at eksperimentere med er koncentrationen af ​​fortyndingsmedium og maling i dette malingslag. Dr. Chan opnåede de mest detaljerede fraktaler ved at bruge tre dele fortyndingsmedium og en del maling, eller to dele fortyndingsmedium og en del maling. Hvis koncentrationen af ​​maling er højere, kan dråben ikke spredes godt. Omvendt, hvis koncentrationen af ​​maling er lavere, vil der dannes uklare kanter.

Dette er ikke det første science-meets-art-projekt, som medlemmer af Mechanics and Materials Unit er gået i gang med. For eksempel har de designet og installeret en mobil skulptur på OIST campus. Skulpturen eksemplificerer en familie af mekaniske enheder, kaldet Möbius kaleidocycles, opfundet i enheden, som kan give retningslinjer for design af kemiske forbindelser med nye elektroniske egenskaber.

I øjeblikket udvikler Dr. Chan også nye metoder til at analysere, hvordan kompleksiteten af ​​en skitse eller et maleri udvikler sig under dets skabelse. Han og prof. Fried er optimistiske med hensyn til, at disse metoder kan anvendes til at afdække skjulte strukturer i eksperimentelt fangede eller numerisk genererede billeder af strømmende væsker.

"Hvorfor skal vi begrænse videnskaben til kun teknologiske fremskridt?" undrer Dr. Chan. "Jeg kan godt lide at udforske dets potentiale til også at drive kunstnerisk innovation. Jeg laver digital kunst, men jeg beundrer virkelig traditionelle kunstnere. Jeg inviterer dem oprigtigt til at eksperimentere med forskellige materialer og kontakte os, hvis de er interesserede i at samarbejde og udforske fysikken skjult i deres kunst."

Instruktioner til at lave dendritisk maleri derhjemme

Alle kan have det sjovt med at skabe dendritiske malerier. De nødvendige materialer omfatter en ikke-absorberende overflade (glas, syntetisk papir, keramik osv.), en børste, en hårbørste, sprit (isopropylalkohol), akrylblæk, akrylmaling og hældemedium.

1. Fortynd en del akrylmaling til to eller tre dele hældemedie, eller test andre forhold for at se, hvordan resultatet ændrer sig
2. Anvend dette på den ikke-absorberende overflade ensartet med en hårbørste. OIST-fysikere har fundet ud af, at tykkelsen af ​​malingen påvirker resultatet. For de bedste fraktaler anbefales et lag maling, der er tyndere end en halv millimeter.
3. Bland sprit med akrylblæk. Densiteten af ​​blækket kan variere for forskellige mærker:prøv at blande alkohol og blæk i forskellige forhold
4. Når den hvide maling stadig er våd (ikke er tørret endnu), påfør en dråbe blæk med alkoholblanding med en børste eller et andet værktøj, såsom en bambuspind eller en tandstik.
5. Nyd dit mesterværk, mens det udvikler sig foran dine øjne.

Flere oplysninger: San To Chan et al, Marangoni spredes på flydende substrater i ny mediekunst, PNAS Nexus (2024). DOI:10.1093/pnasnexus/pgae059

Journaloplysninger: PNAS Nexus

Leveret af Okinawa Institute of Science and Technology