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Sammlung
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Größe in cm: 10 x 10 x 10
Gewicht in g: 216

Das Modell befindet sich seit 25.06.2018 in der Sammlung.

Komplexe Trennfläche zwischen zwei nicht mischbaren Substanzen mit kubischer Anisotropie.

Das Modell stellt das Ergebnis des Entmischungsvorgangs zweier nicht mischbarer Substanzen dar. Die Entmischung wird durch die Oberflächenspannungen an der Trennfläche zwischen ihnen getrieben und resultiert in einer fortschreitenden Verringerung der Fläche und der Entstehung selbstähnlicher Strukturen.

Anisotropie in der Oberflächenspannung führt dazu, dass Trennflächen mit minimaler Energie bevorzugt gebildet werden. Die Struktur setzt sich aus ebenen Flächen bevorzugter Orientierung zusammen. Der Prozess wurde mathematisch mit einer Cahn-Hilliard Gleichung realisiert, die numerisch mit einer adaptiven Finite Elemente Software auf einem Hochleistungsrechner gelöst wurde.

Die resultierende komplexe 3D Struktur wurde an der Trennfläche sowie am Wulff-shape (der durch die Anisotropie entstehenden Gleichgewichtsform) abgeschnitten. In der Natur führt die Anisotropie der Oberflächen zu verschiedenen Formen von Mineralien. So wird Pyrit (auch Katzengold) oft als Agglomerat kubischer Kristalle gefunden. Das Modell bildet diese Strukturen in abstrakter Form ab.


George V. Wulff: Zur Frage der Geschwindigkeit des Wachstums und der Auflösung der Kristallflächen. Zeitschrift für Kristallography (1901) 34

John W. Cahn and John E. Hilliard: Free Energy of a Nonuniform System. I. Interfacial Free Energy. The Journal of Chemical Physics (1958) 28(2)

Simon Vey and Axel Voigt: AMDiS: adaptive multidimensional simulations. Computing and Visualization in Science (2007) 10(1)

Marco Salvalaglio, Rainer Backofen, Roberto Bergamaschini, Francesco Montalenti and Axel Voigt: Faceting of Equilibrium and Metastable Nanostructures: A Phase-Field Model of Surface Diffusion Tackling Realistic Shapes. Crystal Growth and Design (2015) 15(6)