【材料美學】聽說,在家也能做出高大上的彩虹晶體?

2021-01-19 新材料在線


在開始今天的話題之前,我們先來欣賞幾幅由瑞士攝影師FabianOefner創作的美麗「油畫」。


圖片來源:OEFNER


圖片來源:OEFNER

是不是十分美麗?

 

這些色彩鮮豔的「油畫」實際上並沒有用到任何我們熟悉的顏料,當你從近距離觀察這些「油畫」時,就會發現破綻——這些畫的某些結構看起來不清晰,紋理間有明顯的顆粒特徵,更重要的是這些畫還散發出濃烈的重土(氧化鋇)氣味。


圖片來源:Google


那麼這些美麗的色彩又是從何而來的呢?


其實,它們的色彩都來自一種元素——鉍。雖然鉍單質本身是銀灰色的,但是當鉍單質表面生成了氧化物薄膜,光線在這層薄膜表面發生幹涉效應就可以顯現出顏色了。氧化膜厚度不同,顯現出的顏色也不一樣。


圖片來源:OEFNER


攝影師Fabian Oefner痴迷於利用不尋常的材料營造藝術效果,他將金屬鉍放在加熱的盤子上熔化,然後看著它在空氣中慢慢冷卻,並產生多變的色彩。在觀察這些氧化物的形成過程中,Oefner時不時會用小刀刮掉表面的一層,再觀察顏色如何變化,直至出現自己想要的色彩。由於顏色的變化是在極短的時間內發生,Oefner藉助相機捕捉下這一過程。


攝影師Fabian Oefner在他的工作室進行拍攝

圖片來源:WIRED雜誌


除了可以用於作畫,鉍單質熔化後再結晶形成的塊狀固體也同樣美麗:


圖片來源:維基百科


圖片來源:互動百科


跟上海世博會的中國館是不是有幾分相似?


金屬鉍晶體鍾

圖片來源:Zeronol


圖片來源:寶帝網


這些鉍結晶本身看起來就仿佛藝術品一般,有種微妙的趣味。而小編了解到,每公斤的鉍價格在幾十塊錢,而且製作方法簡易,就算是在家製作都可以輕易完成。小編整理了鉍晶體的製作方法,大家一睹為快吧:


注意事項:

1、為了確保自身安全,製作過程必須佩帶皮手套和護目鏡。

2、容器一定要用不鏽鋼的,不宜使用玻璃或陶瓷,不然會容易發生危險。

3、鉍的熔點只有271℃,但液態熔融金屬一樣容易流動和飛濺,並可能導致燒傷。

4、請勿誤服,攝入人體過量會造成嚴重的鉍中毒。


1、購買鉍單質,某寶上就有賣的;



2、將約2.5公斤的鉍錠放在一個不會再度使用的不鏽鋼鍋裡加熱,使其融化;



3、當鉍錠在特定的溫度熔化後,就可以關火了;



4、鉍在融化後迅速在液體表面氧化凝結出一層氧化膜,這時你需要將這層氧化膜移除;



5、當溫度降到鉍錠的凝固點以下時,晶體就慢慢地形成在表面並逐漸往下延伸,結晶過程中可以輕輕地移動表面的晶體避免它凝固在鍋底;



6、當感受到晶體變成硬塊時,就可以把它取出來了。剛開始,晶體只有銀色,但經過空氣的氧化後水晶開始出現不同的顏色,至於晶體顏色的深淺,則取決於晶體與空氣接觸時的溫度。




小貼士:

1、晶體的形狀與大小取決於凝固的速度,通常冷卻速度越慢,能得到更多更漂亮的晶體。

2、鉍錠中雜質的存在也會影響晶體的生長,原料越純,最後得到的鉍晶體越大也越漂亮。


材料簡介:

鉍(Bismuth)是一種化學元素,化學符號Bi,原子序數83,是有銀白色光澤的金屬,化學性質與砷及銻類似。鉍是最反磁性(又稱抗磁性)的金屬也是除汞以外有最低熱導率的金屬。鉍還擁有最高的霍爾係數,可用於製備易熔合金及與錫融合防止錫疫。


鉍和它的化合物用途十分廣泛,鉍可以作為一些低熔點合金的原料,氧化鉍可以用於有機合成以及製造治療腸胃疾病的藥物,另外一些鉍的化合物可用於核工業、電氣工程、磁性材料和超導體的製造等。



文章部分內容來自:https://www.wired.com/2017/01/fabian-oefner-melted-metal/,新材料在線小編編譯整理



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