蒸発が関与したランダム・パタ-ンの形式

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合金・多成分液体の相分離やリ-ゼガング環の形成には構成分子の媒体内での蒸発・凝集過程(オストワルド・ライプニング)が重要であると考えられている。このことをより具体的に解明するために、我々は単位構成要素による蒸発・凝集過程のみからなる理想化されたパタ-ン形成のモデルを提案し、計算機シミュレ-ションによってランダムなフラクタル・パタ-ンが形成されることを確認した。通常のリ-ゼガング環形成の実験では、濃度勾配の存在のために規則的な環状(2次元系)や層状(1次元系)のパタ-ンが得られる。しかし、上記シミュレ-ションの結果はリ-ゼガング実験を2次元均一系で行うとランダムな自己相似フラクタル・パタ-ンが得られることを暗示している。我々は反応媒体として寒天を選び、一方で1次元的ガラス細管で通常の規則的なリ-ゼガング・パタ-ンを観測すると同時に、他方でこれと全く同じ反応物質をガラス・シャ-レ内で擬2次元的に均一反応させてパタ-ン形成の観察を行った。上記シミュレ-ションの結果から予想されたように、自己相似性を有するランダムなフラクタル・パタ-ンが得られた。但し、反応条件により多様なパタ-ンやその還移が見られ、初期の予想よりはるかに内容が豊富なようである。現在、温度や濃度をパラメ-タとしてパタ-ンの相図を作製中である。また、この研究の副産物として、寒天内での樹枝状結晶成長、寒天表面でのバクテリア・コロニ-形成の実験がスタ-トしたことを強調したい。これらはいずれも、ランダムなフラクタル・パタ-ン形式及びその還移として共通する面が多く、並行的に研究が進められている。