Tombant de la pointe d#39un pinceau suspendu dans les airs, une gouttelette d#39encre touche une area peinte et s#39épanouit en un chef-d#39œuvre d#39une beauté en constante évolution. Il tisse une tapisserie de motifs complexes et évolutifs. Certains d#39entre eux ressemblent à des flocons de neige ramifiés, à des éclairs ou à des neurones, murmurant l#39expression exceptional de la eyesight de l#39artiste.
Les chercheurs de l’Institut des sciences et systems d’Okinawa (OIST) ont entrepris d’analyser les principes physiques de cette approach fascinante, connue sous le nom de peinture dendritique. Ils se sont inspirés des œuvres de l’artiste médiatique japonaise Akiko Nakayama. Au cours de ses performances de peinture en direct, elle applique des gouttelettes colorées d#39encre acrylique mélangée à de l#39alcool sur une surface area plane recouverte d#39une couche de peinture acrylique. De magnifiques fractales – des formes géométriques ressemblant à des arbres qui se répètent à différentes échelles et que l#39on retrouve souvent dans la nature – apparaissent sous les yeux du public. Il s’agit d’une forme d’art captivante motivée par la créativité, mais aussi par la physique de la dynamique des fluides.
« J#39ai une profonde admiration pour les scientifiques, tels qu#39Ukichiro Nakaya et Torahiko Terada, qui ont apporté des contributions remarquables à la fois à la science et à l#39art. J#39ai été très heureux d#39être contacté par le physicien de l#39OIST Chan San To. J#39envie sa capacité à dialoguer. » avec les motifs dendritiques, en observant comment ils changent de forme en réponse à différentes approches. Entendre cette dialogue secrète était délicieux », explique Nakayama.
« Les peintres ont souvent utilisé la mécanique des fluides pour créer des compositions uniques. Nous l#39avons vu avec David Alfaro Siqueiros, Jackson Pollock et Naoko Tosa, pour n#39en nommer que quelques-uns. Dans notre laboratoire, nous reproduisons et étudions des tactics artistiques, pour comprendre remark les caractéristiques des fluides influencent le résultat closing », explique le professeur Eliot Fried de l#39unité de mécanique et de matériaux de l#39OIST, qui aime regarder les peintures dendritiques sous des angles artistiques et scientifiques.
Dans la peinture dendritique, les gouttelettes d’encre et d’alcool subissent diverses forces. L’un d’eux est la stress superficielle – la force qui donne aux gouttelettes de pluie une forme sphérique et permet aux feuilles de flotter à la surface d’un étang. En particulier, comme l’alcool s’évapore furthermore rapidement que l’eau, il modifie la stress superficielle de la gouttelette. Les molécules de fluide ont tendance à être attirées vers le bord des gouttelettes, qui présente une pressure superficielle furthermore élevée que son centre. C#39est ce qu#39on appelle l#39effet Marangoni et c#39est le même phénomène responsable de la development de larmes de vin – des gouttelettes ou des stries de vin qui se forment à l#39intérieur d#39un verre à vin après avoir été tourbillonné ou incliné.
Deuxièmement, la couche picturale sous-jacente joue également un rôle important dans cette strategy artistique. Le Dr Chan a testé différents sorts de liquides. Pour que les fractales émergent, le liquide doit être un fluide dont la viscosité diminue sous l’effet d’une contrainte de cisaillement, ce qui signifie qu’il doit se comporter un peu comme le ketchup. Il est de notoriété publique qu’il est difficile d’extraire le ketchup de la bouteille à moins de le secouer. Cela se produit parce que la viscosité du ketchup adjust en fonction de la contrainte de cisaillement. Lorsque vous secouez la bouteille, le ketchup devient moins visqueux, ce qui facilite son versement sur votre plat. Remark cela s’applique-t-il à la peinture dendritique ?
« Dans la peinture dendritique, la gouttelette d#39encre en expansion cisaille la couche de peinture acrylique sous-jacente. Ce n#39est pas aussi fort que le tremblement d#39une bouteille de ketchup, mais il s#39agit quand même d#39une forme de contrainte de cisaillement. Comme pour le ketchup, in addition il y a de strain, moreover le les gouttelettes d#39encre s#39écoulent moreover facilement », explique le Dr Chan.
« Nous avons également montré que la physique derrière cette procedure de peinture dendritique est similaire à la façon dont un liquide se déplace dans un milieu poreux, tel que le sol. Si vous regardiez le mélange de peinture acrylique au microscope, vous verriez un réseau de structures microscopiques. constitué de molécules de polymère et de pigments. La gouttelette d#39encre a tendance à se frayer un chemin à travers ce réseau sous-jacent, en empruntant les chemins de moindre résistance, qui mènent au motif dendritique », ajoute le professeur Fried.
Chaque effect dendritique est special en son style, mais les artistes peuvent prendre en compte au moins deux features clés pour contrôler le résultat de la peinture dendritique. Le premier et le additionally essential facteur est l’épaisseur de la couche de peinture répandue sur la surface area. Le Dr Chan a observé que des fractales bien raffinées apparaissent avec une couche de peinture inférieure à un demi-millimètre.
Le deuxième facteur à expérimenter est la focus du diluant et de la peinture dans cette couche de peinture. Le Dr Chan a obtenu les fractales les plus détaillées en utilisant trois sections de milieu de dilution et une element de peinture, ou deux sections de milieu de dilution et une section de peinture. Si la concentration de peinture est plus élevée, la gouttelette ne peut pas bien se propager. À l’inverse, si la focus de peinture est inférieure, des bords flous se formeront.
Ce n’est pas le leading projet de rencontre entre science et art dans lequel les membres de l’unité Mécanique et Matériaux se lancent. Par exemple, ils ont conçu et installé une sculpture mobile sur le campus de l#39OIST. La sculpture illustre une famille de dispositifs mécaniques, appelés kaléidocycles de Möbius, inventés dans l#39unité, qui peuvent offrir des lignes directrices pour la conception de composés chimiques dotés de nouvelles propriétés électroniques.
Actuellement, le Dr Chan développe également de nouvelles méthodes pour analyser la façon dont la complexité d#39un croquis ou d#39une peinture évolue au cours de sa création. Lui et le professeur Fried sont optimistes quant au fait que ces méthodes pourraient être appliquées pour découvrir des constructions cachées dans des photographs de fluides en écoulement capturées expérimentalement ou générées numériquement.
« Pourquoi devrions-nous limiter la science au seul progrès technologique ? » se demande le Dr Chan. « J#39aime aussi explorer son potentiel pour stimuler l#39innovation artistique. Je fais de l#39art numérique, mais j#39admire vraiment les artistes traditionnels. Je les invite sincèrement à expérimenter divers matériaux et à nous contacter s#39ils sont intéressés à collaborer et à explorer la physique. caché dans leurs œuvres. »
Guidance pour créer une peinture dendritique à la maison
Tout le monde peut s’amuser en créant des peintures dendritiques. Le matériel nécessaire comprend une floor non absorbante (verre, papier synthétique, céramique, and so on.), un pinceau, une brosse à cheveux, de l#39alcool à friction (alcool isopropylique), de l#39encre acrylique, de la peinture acrylique et un médium de coulée.
- Diluer une partie de peinture acrylique pour deux ou trois events de médium de coulée, ou tester d#39autres ratios pour voir comment le résultat adjust
- Lorsque la peinture blanche est encore humide (n#39a pas encore séché), appliquez une gouttelette d#39encre avec un mélange d#39alcool à l#39aide d#39un pinceau ou d#39un autre outil, comme un bâton de bambou ou un treatment-dent
